Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Сопротивление двухфазной среды воздействию статических нагрузок

Диссертация: Сопротивление двухфазной среды воздействию статических нагрузок
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: научных семинарах межкафедральной экспериментальной и научной лаборатории Тюменской государственной архитектурно-строительной академии (ТюмГАСА, 1999;2002 гг.) — на научно-практических конференциях молодых ученых и аспирантов ТюмГАСА (Тюмень, 2001;2002 гг.) — на научном семинаре профессора, д.т.н. Ю. Е. Якубовского, ТюмГНГУ (Тюмень… Читать ещё >

Сопротивление двухфазной среды воздействию статических нагрузок (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Деформирование двухфазных сред
    • 1. 1. Представления о жидкой составляющей двухфазной среды
    • 1. 2. Современные расчетные модели полупространства
    • 1. 3. Основные теории расчета двухфазных систем
    • 1. 4. Экспериментальные исследования влияния поровой воды на работу двухфазного полупространства
  • Глава 2. Расчет двухфазного полупространства
    • 2. 1. Кинематическая модель двухфазной деформируемой 35 системы
    • 2. 2. Метод В. З. Власова для расчета конструкций на упругом основании
    • 2. 3. Работа внешних сил в двухфазном теле
    • 2. 4. Вариационный метод расчета однослойного двухфазного основания
    • 2. 5. Назначение функции поперечного распределения перемещений частиц двухфазной среды
    • 2. 6. Рабочие формулы, связанные с функцией поперечного распределения перемещений частиц двухфазной среды
    • 2. 7. Параметры кинематической модели применительно к расчету двухфазной деформируемой системы
  • Глава 3. Расчет несущей способности свайного основания с учетом остаточного порового давления
    • 3. 1. Исходные положения при решении задачи
    • 3. 2. Расчет двухфазного свайного основания при расположении свай в один ряд
    • 3. 3. Алгоритм определения осадки однорядного ленточного свайного фундамента
    • 3. 4. Расчет двухфазной системы с многорядным фундаментом
    • 3. 5. Определение осадки двухрядного ленточного свайного фундамента
    • 3. 6. Учет взаимовлияния соседних фундаментов
    • 3. 7. Примеры расчетов свайных оснований с учетом остаточного порового давления. Основные результаты и
  • выводы

В условиях освоения нефтегазового комплекса Западной Сибири, строительство все чаще ведется на территориях со сложными инженерно-геологическими условиями и на сегодняшний день освоено не более 50% таких территорий. С ростом старых и возведением новых городов одной из главных задач является разработка принципов надежного и экономичного строительства с учетом полного использования прочностных и деформационных свойств слабых деформируемых сред, которые достигают 65% всей территории региона.

В условиях водонасыщенных систем обычно применяют свайные фундаменты, позволяющие уменьшить объем трудоемких земляных работ, расход материалов и значительно сократить сроки строительства. Расчет и проектирование зданий и сооружений с использованием таких системответственная проблема строительства.

В настоящее время для многих разновидностей материалов экспериментально установлена сложная и часто неоднозначная связь между напряжениями и деформациями. Это, тем не менее, не гарантирует совпадение реальных и расчетных значений, что объясняется неучетом особенностей их деформационных свойств.

Основной задачей при расчете сооружений является оценка ожидаемых деформаций и сравнение их с допускаемыми величинами. Строительные нормы рекомендуют рассчитывать осадки свайных фундаментов как условных фундаментов на естественном основании. Однако расчет по данной методике (СНиП) приводит к получению завышенных теоретических значений осадок. Кроме того, у большинства зданий и сооружений, построенных на свайных фундаментах, величина осадок в несколько раз меньше предельно допустимых величин. Любая несущая система, тем более в виде водонасыщенного основания, является сложной средой, которая, как минимум, является двухфазной (скелет основания и поровая вода).

Поэтому, учет в расчетах фактора сопротивления норовой воды необходим и может обеспечить более достоверные результаты по осадкам рассчитываемых систем.

Следовательно, проведенные в данной работе исследования по разработке методики определения напряженно-деформированного состояния двухфазной среды с учетом остаточного порового давления воды являются актуальными и имеющими теоретическое и прикладное значение, например, при расчете свайных фундаментов.

Целью настоящей работы является исследование напряженно-деформированного состояния водопасы щепной среды и аналитическое описание вклада норовой воды в её работу.

Основные задачи исследования: разработать методику подсчета перемещений деформируемых сред с учетом остаточного норового давления водыопределить несущую способность норовой воды с помощью новой функции поперечного распределения перемещений части, деформируемой среды;

Научная новизна работы: на основе введения новой функции поперечною распределения перемещений частиц деформируемой среды выведены формулы расчета перемещений двухфазного полупространства с учеюм остаточного порового давленияполученные формулы применены для расчета осадок однорядных и миогорядпых ленточных свайных фундаментов;

Практическое значение работы: полученные результаты более точно оценивают осадку основанийпредлагаемые формулы позволяют производить расчет ленточных свайных фундаментов как на персональном компьютере, так и «вручную».

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Аналитическое решение задачи для двухфазного полупространства, загруженного статической нагрузкой, с учетом остаточного порового давления воды.

2. Новая функция поперечного распределения перемещений, учитывающая двухфазность рассматриваемой среды;

3. Метод расчета осадок ленточных свайных фундаментов с учетом остаточных напряжений в поровой воде двухфазного основания.

Достоверность защищаемых результатов обеспечивается использованием классических уравнений прикладной механики деформируемого твердого тела и теоретических совпадений с ранее известными решениями.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: научных семинарах межкафедральной экспериментальной и научной лаборатории Тюменской государственной архитектурно-строительной академии (ТюмГАСА, 1999;2002 гг.) — на научно-практических конференциях молодых ученых и аспирантов ТюмГАСА (Тюмень, 2001;2002 гг.) — на научном семинаре профессора, д.т.н. Ю. Е. Якубовского, ТюмГНГУ (Тюмень, 2001 г.) — на объединенном научном семинаре кафедр: «Механика грунтов, основания и фундаменты», «Строительная механика», «Строительные конструкции», ТюмГАСА (Тюмень, 2002 г.) — на научном семинаре в НИИОСП им. Н. М. Герсеванова «Научные основы фундаментостроения» (Москва, 2002 г.) — на научном семинаре кафедры «Прочность материалов и конструкций» Петербургского государственного университета путей сообщения (декабрь, 2003).

По результатам выполненных исследований опубликовано 5 работ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Получено новое аналитическое решение задачи для двухфазного полупространства, загруженного статическими силами с учеюм остаточного порового давления.

2. Исследована новая функция поперечного распределения перемещений частиц деформируемой среды для определения деформаций двухфазной системы с учетом остаточного давления в норовой воде.

3. Разработана методика подсчета осадок однорядных и многорядных ленточных свайных фундаментов, расположенных в водонасыщенном основании.

4. Учет фактора сопротивления норовой воды в работе двухфазной системы позволил получить более близкие к существующим расчетные значения осадок фундаментов.

5. Анализ численных решений показал, что доля остаточного порового давления в несущей способности двухфазного основания составляет от 30 до 40%.

Показать весь текст

Список литературы

  1. АбелевМ.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. — М.: Стройиздат, 1983 -248 с.
  2. Е.И. Осесимметричная контактная задача для полупространства со сдвинутым упругим полубесконечным включением. //ЛИСИ. Вопросы механики строительных конструкций материалов. Межвузовский сборник трудов. Л.: 1987. — С. 50−55.
  3. С.М. Пространственная контактная задача для жесткого фундамента на упругом неоднородном основании. //Известия вузов. Строительство. № 4. Новосибирск, 1997. — С. 52−59.
  4. А.В. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990. — 399 с.
  5. М.М. Основные уравнения плоской деформации идеально пластической анизотропной неоднородной среды. /Сборник трудов по механике АзИСУ. Вып. 3. — Баку: 1993. — С. 61−64.
  6. М.М., Гениве Г. А., Миннахлитов Р. Г. Несущая способность анизотропных оснований сооружений. //Научные исследования и подготовка специалистов в вузе. /Труды АлНИ. Вып. 2, 1999. — С. 155−159.
  7. Ф.Б., Хашимов Ж. Решение неоднородных и нелинейных краевых задач теории пластин и оболочек методом сведения к задачам Коши. Ташкент: Изд. «Фан» Узбекской ССР, 1998.- 123 с.
  8. Ю.Бай В. Ф. Взаимодействие лопастных свай в составе кустов с окружающим грунтом. /Автореферат диссертация на соискание степени кандидата технических наук. Пермь, 1993. — 30 с.
  9. Бай В. Ф. Экспериментальная установка для проведения испытания образца обводненного грунта. //Известия вузов. Нефть и газ. № 3. Тюмень: 2001.-С. 58−62.
  10. Бай В.Ф., Мальцева Т. В., Набоков А. В. Механические характеристики двухфазного образца. //Известия вузов. Нефть и газ. № 1 — Тюмень: 2002. С. 98−106.
  11. Бай В.Ф., Мальцева Т. В., Набоков А. В. Экспериментальное определение параметра в упругом варианте кинематической модели грунта. //Известия вузов. Нефть и газ. № 5. Тюмень: 2001,. С. 81−87.
  12. Бай В.Ф., Огороднова Ю. В. Обобщение метода послойного суммирования на учет двух фаз при определении осадки фундаментов. //Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Т. 1. М.: 2001. С. 87−88.
  13. Бай В.Ф., Огороднова Ю. В. Расчет свайного ленточного фундамента с учетом поровой воды. //Сборник материалов научно-практической конференции преподавателей, молодых учены, аспирантов ТюмГАСА — М.: 2002. С. 12−18.
  14. Д.С., Сидорчук В. Ф., Карамзин В. Е. Измерительные приборы, методика и некоторые результаты исследования распределения давлений в массивном грунте. //Научное сообщение. Вып. 7. М.: 1959. — С. 145−148.
  15. А.А., Богомолов А. Н. Определение напряженного состояния однородного основания заглубленного фундамента. //Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. Пермь: Пермский гос. университет, 1997. — С. 25−30.
  16. А.А., Омельчак И. М., Юшков Б. С. Прогноз осадок свайных фундаментов. М.: Стройиздат, 1994. — 384 с.
  17. Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1968. — 512 с.
  18. Н.М. Исследование процесса упрочнения глинистого грунта вокруг сваи. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1973. — 28 с.
  19. К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. -М.: Изд. «Мир», 1985. 542 с.
  20. В.З. Осесимметричная деформация элементов строительных конструкций. Д.: Стройиздат, 1988. — 87 с.
  21. .С., Ивлев А. А., Гордеева О. В., Залесская М. В. Алгоритм расчета фундамента совместно с грунтовым основанием. М.: Московский институт коммунального хоз-ва и стр-ва, 1998. — 7 с.
  22. Г. В., Рапопорт Г. А., Шпитюк Е. Н. Расчет фундаментных плит, взаимодействующих с деформируемым основанием. //Известия вузов. Строительство. № 6. Новосибирск, 1999. — С. 21−25.
  23. Г. А. Плоская деформация анизотропной идеально пластической среды. //Строительная механика и расчет сооружений. № 3, 1982.-С. 14−18.
  24. Н.М. и Мачерет Я.А. К вопросу о бесконечно длинной балке на упругой почве, нагруженной силой. //Гидротехническое строительство. № 10. М.: 1935. С. 15−23.
  25. ГОСТ 25 100–82. Грунты. Классификация. М.: Изд. стандартов, 1982.-9 с.
  26. В.А. Упругопластическая задача расчета массива от действия штампов. //Известия вузов. Строительство. № 5, 6. Новосибирск, 1992.-С. 38−40.
  27. .И., Лапшин Ф. К., Рассихин Ю. В. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов. Л.: Стройиздат, 1975. -240 с.
  28. В.А. Об одном вариационном методе решения задач теории упругости. /Исследования по строительным конструкциям и строительной механике. Сборник научных трудов Томского университета. -Томск: 1976.-С. 16−19.
  29. А.Г. Напряженно-деформированное состояние упругого полупространства от действия линейной равномерно распределенной нагрузки. //Известия вузов. Строительство. № 6. Новосибирск, 1998. -С. 36−40.
  30. МП., Хонелия Н. Н. Определение силы бокового давления связного грунта на подпорные стенки при смешанном напряженномсостоянии. //Известия вузов. Строительство. № 3. Новосибирск, 1997. -С. 27−31.
  31. .М. К построению численного решения I основной задачи теории упругости в окрестности выходящей угловой точки в прямом методе граничных элементов. //Известия вузов. Строительство. № 11. -Новосибирск, 1992. С. 31−34.
  32. В.П., Карпов В. В., Масленников A.M. Численные методы решения задач строительной механики. Минск: Высшая школа, 1990. -349 с.
  33. Л.Я. Методика выбора и эффективность применения свайных фундаментов жилых зданий на водонасыщенных глинистых грунтах. /Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: 1977. — 213 с.
  34. В.Д., Склядев А. И., Штырхун Е. Ю. Учет остаточного порового давления при прогнозе конечной осадки насыпей на слабыхгрунтах. //Вопросы проектирования и строительства автомобильных дорог. -М., 1993.-С. 133−136.
  35. И.И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. JL, М.: Стройиздат, 1966. 320 с.
  36. Кин Б. А. Физические свойства почвы. М.: ГТТИ, 1933. — 122 с.
  37. В.А. Плоская задача теории упругости. М.: Высшая школа, 1976.- 152 с.
  38. В.М. Обратный метод конечных элементов плоской задачи теории упругости. //Известия вузов. Строительство. № 2. Новосибирск, 1995.-С. 47−50.
  39. П. А., Зехниев Ф. Ф. Ускорение консолидации водонасыщенного слабого грунта с помощью плоских песчаных дрен. //Сб. научных трудов в 2 т. под общей редакцией Ильичева В. А. М.: Стройиздат, 1987.-т. 1.-С. 274−276.
  40. П.А., Кушнир С. Я. Намывные грунты как основания сооружений. М.: Недра, 1991. — 256 с.
  41. О. А. Напряженно-деформированное состояние анизотропных слоев различной мощности под жесткими штампами и фундаментами и его особенности. //Известия вузов. Строительство. № 5, 6. — Новосибирск, 1995. С. 35−40.
  42. .А. Об оценке напряженного состояния несущих конструкций здания по измеренным осадкам их фундаментов. /ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. Сборник научных трудов. Исследования по строительной механике.-М.: 1985.-С. 182−190.
  43. Н.И. Стержневая модель распределительной способности одно- и двухфазных грунтов. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. -Тюмень: 1992. 32 с.
  44. И.З. Собственные напряжения в грунтовых массивах (аналитическое решение), //Известия вузов. Строительство. № 2. -Новосибирск, 1996. С. 44−48.
  45. А.П. Взаимодействие лопастных свай с окружающим грунтом. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь, 1993. — 24 с.
  46. JI.E. Модель механики грунтов с кинематическим описанием взаимодействия фаз. //Сб. «Итоги исследований» ТИММС СО РАН № 5. Тюмень, 1994. С.33−40.
  47. Л.Е., Бай В.Ф., Мальцева Т. В. Кинематическая модель грунта и биоматериалов. СПб.: Стройиздат, 2002. — 320 с.
  48. Л.Е., Карпенко Ю. И. Теория вязкоупругости для инженеров-строителей. Тюмень: Изд. Вектор Бук, 1999. — 240 с.
  49. Т.В. Действие сосредоточенной силы на двухфазное упругое полупространство. //Изв. Вузов. Нефть и газ. № 1. Тюмень: 2001. -С. 18−24.
  50. Н.Н. Механика грунтов в практике строительства (оползни и борьба с ними). М.: Стройиздат, 1977. — 320 с.
  51. В.Е., Шутов В. А. Деформирование массива пород, ослабленного взаимовлияющими выработками. //Известия вузов. Строительство. № 2. Новосибирск, 1996. — С. 32−36.
  52. В.Е., Шутов В. А. Напряженное состояние полуплоскости, ослабленной круговым отверстием. //Известия вузов. Строительство. № 12. -Новосибирск, 2000. С. 12−17.
  53. А.В. Исследование напряженно-деформированного состояния основания из водонасыщенной глины. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень: 2003. -28 с.
  54. В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984, 232 с.
  55. Г. Ф. Исследование увеличения несущей способности свай во времени в слабых грунтах г. Ленинграда. //Строительство на слабых грунтах. Рига: 1970. — С. 24−33.
  56. В.Ф., Варивода В. А. Об одномерных моделях расчета упругих стержневых систем на упругом основании. //Известия вузов. Строительство. № 11−12. Новосибирск, 1998. — С. 8−14.
  57. Н.Н. Применение вариационного метода В.З. Власова к расчету составных фундаментов с гибкими плитами и жесткимиподколонниками. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск: 1972. — 24 с.
  58. П.Ф. Теория упругости Л.: Госиздат оборонной промышленности, 1939. — 640 с.
  59. Пру саков А. П. Об одной неклассической теории изгиба балок. //Известия вузов. Строительство. № 4. Новосибирск, 1996. — С. 10−16.
  60. Г. А., Шпитюк Е. Н., Буйко З. В. Назначение функций распределения вертикальных перемещений при решении задач об упругом слое. Ростов на Дону: Ростовский гос. строит, университет, 2001. — 13 с.
  61. P.M. Задача Буссинеска для слоистого упругого полупространства. /Труды Ленинградского политехнического института. № 5.-Л., 1948. С. 3−18.
  62. Л.А., Рукавишников В. А. Разработка комбинированного метода расчета сооружений и их оснований бесконечной протяженности. //Известия вузов. Строительство. № 11.- Новосибирск, 1995. С. 37−42.
  63. О.А. Решение плоской задачи в напряжениях для моделей жесткоупругопластической среды. /ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. Сборник научных трудов. Исследования по строительной механике. М.: 1985.-С. 43−51.
  64. Г. М. Исследование взаимодействия грунтового основания и ленточных фундаментов и оптимизация проектных решений. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Новочеркасск: 1998.-31 с.
  65. СНиП 2.02.01−83*. Основания зданий и сооружений./Госстрой России М.: ГУП ЦПП, 2002. — 50 с.
  66. СНиП 2.02.03−85. Свайные фундаменты./Госстрой России М.: ГУП ЦПП, 2002. — 45 с.
  67. Ю.И., Караулов A.M. Новые решения статики грунтов. //Вестник сибирского гос. университета путей сообщения, № 1, 1999. -С. 131−139.
  68. Тер-Мартиросян З. Г. Реологические параметры грунтов и расчеты оснований сооружений. М.: Стройиздат, 1990. — 200 с.
  69. В.И., Александровский М. В. Изгиб неизолированных прямоугольных плит, лежащих на двухпараметрическом основании. //Известия вузов. Строительство. № 10. Новосибирск, 1998. — С. 24−29.
  70. А.А. О расчете балок на упругом основании. М.: Стройиздат, 1933. 166 с.
  71. О.Б. Исследование осадок основания неравномерно пригруженных фундаментов. /Прочность и деформация оснований. ЛИИЖТ. Сборник трудов, Вып. 319. Л.: 1970. С. 29−48.
  72. Филоненко-Бородич М. М. Некоторые приближенные теории упругого основания. //Ученые записки МГУ, вып. 46. М.: 1940.
  73. В.А. Основы механики грунтов. Том 1. М.: Госиздат по строительству и архитектуре, 1959. — 357 с.
  74. В.А. Основы механики грунтов. Том 2. М.: Госиздат по строительству и архитектуре, 1959. — 542 с.
  75. Хан X. Теория упругости. Основы линейной теории и ее применение. М.: Изд. «Мир», 1988. — 343 с.
  76. В.К. Определение напряжений в однородной полуплоскости при действии внутренней вертикальной равномерно распределенной нагрузки. //Известия вузов. Строительство. № 4. -Новосибирск, 1996. С. 22−25.
  77. В.К. Решение задачи теории упругости для однородной полуплоскости с криволинейной границей, подверженной воздействию внутренних сосредоточенных нагрузок. //Известия вузов. Строительство. № 2. Новосибирск, 1996. — С. 27−32.
  78. Н.А. Вопросы теории и практики строительства на слабых глинистых грунтах. Слабые глинистые грунты. Таллин: 1985. — С. 5−17.
  79. Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1983.288 с.
  80. Н.А., Тер-Мартиросян З.Г. Основы прикладной геомеханики в строительстве. —М.: Высшая школа, 1981. 317 с.
  81. В.М., Малышкин А. П. Взаимодействие пяты лопастной сваи с грунтом основания. //Проблемы свайного фундаментостроения. Труды III Международной конференции в Минске. Часть I. Пермь: Пермский политехнический институт, 1992. С. 77−79.
  82. Д.М., Зоценко H.JL, Беда С. В. Упругопластический расчет несущей способности свай. //Известия вузов. Строительство. № 6. -Новосибирск, 1996. С. 34−39.
  83. Biot М.А. Theory of deformation of a porous viscoelastis anisotropy sold. Journal of Applied Physics, № 5, 1956. C. 459−467.
  84. Burland J.B. Ground-structure interaction: does the answer lie in the soil? //Struct. Eng. № 23−24, 2000. C. 42−49.
  85. Chen Q., Nur A. Pore pressure effects in anisotropic porous rocks //Int. Conf. Earthquake Predict.: State-of-the-Art, Strasbourg, 15−18 Oct., 1991. -C. 184−192.
  86. Houlsby G.T., Puzrin A.M. The bearing capacity of a strip footing on clay under combined loading. //Proc. Roy. Soc. London, № 1983, 1999. C. 893 916.
  87. Kriegel H., Wiesner H. Problems of stress-strain condition in subsoil. //Proceedings of the eight international conference on soil mechanics and foundation engineering. V 2, Moscow, 1973.
  88. Plantema G. Soil Pressure measurements during loading tests on a runway. //Proceedings of the third international conference on soil mechanics and foundation engineering. V 1, Switzerland, 1953.
  89. Schultze E. Field methods to determine soil deferability under static boarding. //Proceedings of the sixth international conference on soil mechanics and foundation engineering. V 2, England, 1965.
  90. Vigdergauz Shmuel. Complete elasticity solution to the stress problem in a planer grained structure. //Math, and Mech. Solids. 4, № 4, 1999. — C. 407 439.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!