ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ИРНAP05133825, Номер госрегистрации0118РК00454
Наименование«Разработка математической модели деформирования неоднородного упругоползучего грунта»
Приоритетное направлениеИнформационные, телекоммуникационные и космические технологии, научные исследования в области естественных наук/Научные исследования в области естественных наук
Вид исследованияФундаментальное
ЗаявительРеспубликанское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Южно-Казахстанский государственный университет имени М.Ауэзова"
Научный руководительДасибеков Ажибек
Балл ГНТЭ22.67
Общая одобренная сумма21000000
Решение ННС
Ожидаемые результаты
за 2018 год: Будет разработана математическая модель механики, позволяющая учет неоднородности и линейную ползучесть грунтов. Будет разработана математическая модель механики. Будет опубликована 1 статья в рецензируемом зарубежном научном издании, индексируемом в базах данных Web of Science или Scopus с ненулевым импакт-фактором.
за 2019 год: Будут определены решения многомерных задач механики уплотняемых грунтов с учетом их неоднородности, фильтрационной анизотропии и линейной ползучести. Будут найдены решения двумерных,трехмерных и осесиметричных задач.Опубликование главы в книге в казахстанском издательстве. Будут опубликована 1 статья в рецензируемом зарубежном научном издании, индексируемом в базах данных Web of Science или Scopus с ненулевым импакт-фактор.
за 2020 год: Будет разработана математическая модель механики, позволяющая учет неоднородности, фильтрационной анизотропии и нелинейную ползучесть грунтов. Получена нелинейная компрессионная зависимость.Разработана математическая модель нелинейной механики. Издание монографии по теме исследования. Будет опубликована 1 статья в рецензируемом зарубежном научном издании, индексируемом в базах данных Web of Science или Scopus с ненулевым импакт-фактором. Будет опубликована 1 статья в рецензируемом зарубежном отечественном научном журнале с ненулевым импакт-фактором.
Реферат (Абстракт) - 2018 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Объектом исследования являются грунтовые основания, решения задач уплотнения упругих и упругоползучих грунтовых оснований.
Цель работы
Целью работы является создать новые и развить существующие механико-математические модели процесса деформирования крупных и мелкомасштабных неоднородных грунтовых оснований.
Методы исследования
Разработаны и развивались расчетные схемы, даны аналитические методы исследования напряженно-деформированного состояния одномерных, двух и трехмерных объектов при упругих и упругоползучих деформациях.
Полученные результаты и новизна
Получены новые уравнения механики уплотняемых неоднородных грунтов;
– в одномерной и двумерной постановке решены краевые задачи механики неоднородных слабых глинистых грунтов;
– установлено влияние неоднородности грунтов на процесс уплотнения глинистых грунтовых оснований;
– определено влияние ползучести уплотняемой среды на процесс консолидации земляных масс;
– даны расчетные формулы для вычисления порового давления, напряжений в скелете и осадок уплотняемого глинистого грунтового основания для различных случаев его нагружения;
Основные конструктивные и технико экономические показатели
– Установить законы изменения во времени и координат деформативных характеристик уплотняемых неоднородных глинистых грунтовых массивов;
– вывести новые разрешающие уравнения механики глинистых упругих и упругоползучих неоднородных грунтов;
– решить полученные уравнения применительно к задач уплотнения;
– разработать расчетные формулы для вычисления давления в поровой жидкости, напряжений в скелете и осадок уплотняемых водонасыщенных грунтовых оснований
Степень внедрения
Внедрены при проведении лекционных и практических занятий по механике деформируемого тела, теоретической механике в процессе их обучения, во время выполнения курсовых работ по механике и научно-исследовательских работ студентов ЮКГУ им. М.Ауэзова.
Область применения
Механика деформируемого твердого тела и геомеханика.
Реферат (Абстракт) - 2019 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Объектом исследования является грунтовая среда основания, плотин и решения задач консолидации неоднородных упругоползучихи анизотропных по водопроницаемости грунтов.
Цель работы
Целью работы является создать новые и развить существующие механико-математические модели процесса деформирования крупных и мелкомасштабных неоднородных и упругоползучих аниотропных по водопроницаемости грунтовых оснований.
Методы исследования
Разработка аналитических методов исследования напряженно-деформированного состояния двух и трехмерных грунтовых неоднородных упругоползучих анизотропных по водопроницаемости объектов.
Полученные результаты и новизна
В результате реализации данной НИР дан краткий обзор существующих теорий и современное состояние вопроса; анализ проблемы; определение цели и задач исследования; разработаны математические модели механики упругоползучих неоднородных грунтов. На основе этих механико-математических моделей получены новые разрешающие уравнения механики. Они решаются применительно к ограниченной области уплотнения. Установлены влияния ползучести, неоднородности, анизотропной водопроницаемости на уплотнения грунтовых массивов.
Основные конструктивные и технико экономические показатели
Таким образом, проведены комплексные теоретические исследования взаимодействия основания с окружающим грунтом. Определены их осадки и оценено напряженно-деформированное состояние грунтового массива. Результаты исследований позволили определить распространение давлений в поровой жидкости, напряжения в скелете грунта и изменения осадок поверхности уплотняемого грунтового массива.
Степень внедрения
Степень внедрения – разрабатываются рекомендации для расчета скорости осадок оснований сооружений, находящихся в сложных грунтовых условиях.
Область применения
Механика деформируемого твердого тела и геомеханика.
Реферат (Абстракт) - 2020 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Объектом исследования являются решения нелийных задач консолидации упругоползучих неоднородных грунтовых оснований является создать новые и развить существующие механико-математические модели процесса деформирования крупных и мелкомасштабных неоднородных грунтовых оснований.
Разработка и развитие расчетных схем, аналитических методов исследования напряженно-деформированного состояния многомерных объектов при нелинейных упругоползучих деформациях уплотнения грунтовой среды. Разработка более точных методов при расчете уплотнения грунтовых оснований.
В результате реализации данной НИР дан краткий обзор существующих теорий и современное состояние вопроса; анализ проблемы; определение цели и задач исследования; разработаны математические модели механики нелинейных упругоползучих неоднородных грунтов. На основе этих механико-математических моделей для описания процесса уплотнения многофазных неоднородных грунтов получены новые разрешающие уравнения механики. Они решаются применительно к ограниченной области уплотнения. Установлены влияния ползучести, неоднородности, структурной прочности грунта, начального градиента напора на НДС уплотняемых грунтовых массивов.
Цель работы
Цель проекта является (состоит): в комплексном исследовании влияния неоднородности, линейной и нелинейной ползучести, фильтрационной анизотропии
грунтов на НДС оснований сооружений при устройстве песчаной подушки и вертикальных дрен; в разработке математических моделей механики грунтов; в усовершенствовании теории фильтрационной консолидации грунтов; в определении влияния на НДС структурной прочности сжатия грунтов и начального градиента.Основанием для разработки данной научной темы явилась причина разрушения отдельных высотных сооружений, построенных в регионах Южного Казахстана. Такие разрушения зданий явились последствием неправильного расчета водонасыщенных глинистых грунтовых оснований и, в основном, связано с тем, что здесь не полноценно учитывались вопросы консолидации, ползучести и неоднородности самих уплотняемых массивов. Следовательно, важнейшей задачей механики уплотняемых сред является разработка такой теории, которая в наибольшей степени отвечала действительным физико-механическим свойствам природных грунтов. В связи с этим в данном проекте должна быть определена новая компрессионная зависимость, которая дает возможность оценить влияние неоднородности и ползучести грунта на НДС уплотняемого массива.
Методы исследования
Описание научных методов, используемых в проекте как обоснование способов достижения поставленных целей, обоснование выбранного подхода; За основу данного исследования приняты основные положения механики деформируемого твердого тела, геомеханики и использованы их методы. В качестве математического аппарата применяются современные вычислительные техники, специальные курсы математического анализа. Следовательно, используемая методология, отражающая механико-математическую модель исследуемого объекта, дает возможность реально оценить его напряженно – деформированное состояние. Причем для обоснования способов, применяемых в Проекте, также отмечу, что методы данного исследования достаточно, хорошо апробированы. При помощи этих методов решены многочисленные задачи механики деформируемого тела и геомеханики, решения которых получили положительные оценки. Для обоснования выбранного научного подхода заметим, что постановка самих задач корректны и их решения основаны на строгий математический аппарат и на вычислительную, компьютерную технику.
Полученные результаты и новизна
1.Решения плоской и пространственной задач уплотнения массива многофазного неоднородного грунта не может быть получены в замкнутом виде без принятия определенных допущений, главных из которых является гипотеза о постоянстве суммы главных тотальных напряжений.
2.Характерной особенностью некоторых грунтов является слоистая текстура,
которая определяет анизотропность их фильтрационных свойств, т.е. различные коэффициенты фильтрации в продольным и нормальном относительно напластований направлениях. Учет этого свойства грунта вместе с его ползучестью в уравнениях консолидации приводит к новым качественным результатам.
3.При прогнозировании осадок основания часто возникает необходимость
одновременного учета свойства ползучести и неоднороднсти грунта. Это приводит к новому качественному результату, который лучше описывает осадку слоя во времени. По этой осадка слоя продолжается после полного рассеивания порового давления и пропорциональна логарифму времени.
4.Метод возмущений является одним из эффективных методов для решения задач
консолидации неоднородных упругоползучих грунтов. При этом он дает возможность отдельные нелинейные уравнения перевести в систему линейных.
Основные конструктивные и технико экономические показатели
нет
Степень внедрения
Степень внедрения – разрабатываются рекомендации для проектных организации для расчета скорости осадок оснований сооружений, находящихся в сложных грунтовых условиях.
Эффективность
В вопросе повышения эффективности ведения строительства и обеспечения надежности возводимых гражданских и инженерных сооружении необходимо совершенствовать инженерные методы проектирования и уплотнения грунтовых оснований, стоимость которых может доходить до 20-30% стоимости зданий и сооружений. Сложность инженерно-геологических условий площадок строительства требуют более полного учета реальных свойств грунтов. Для таких условий необходимо разрабатывать индивидуальные проектные решения для формирования надежно уплотненных грунтовых оснований сооружений и земляного полотна. Это возможно только при использовании новейших достижений в области механики грунтов и совершенствования численных и аналитических методов расчета. В связи с этим необходимость разработки строгих математических моделей механического состояния грунтов и методов расчета уплотнения грунтовых оснований с надлежащим учетом их неоднородности, линейной и нелинейной ползучести перед учеными Республики ставит ряд проблем, связанных с исследованием закономерностей длительных деформаций грунтов в различных районах Казахстана.
Область применения
В результате реализации данной НИР дан краткий обзор существующих теорий и современное состояние вопроса; анализ проблемы; определение цели и задач исследования; разработаны математические модели механики нелинейных упругоползучих неоднородных грунтов. На основе этих механико-математических моделей для описания процесса уплотнения многофазных неоднородных грунтов получены новые разрешающие уравнения механики. Они решаются применительно к ограниченной области уплотнения. Установлены влияния ползучести, неоднородности, структурной прочности грунта, начального градиента напора на НДС уплотняемых грунтовых массивов.
Проведены комплексные теоретические исследования взаимодействия основания с окружающим грунтом. Определены их осадки и оценено напряженно-деформированное состояние грунтового массива. Результаты исследований позволили определить распространение давлений в поровой жидкости, напряжения в скелете грунта и изменения осадок поверхности уплотняемого грунтового массива.