КОМПЛЕКСНА МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ДЕФОРМАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ҐРУНТІВ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ВЗАЄМОДІЇ З БУДІВЕЛЬНИМИ КОНСТРУКЦІЯМИ

Анотація

Проєктування просторових будівельних конструкцій у сучасних програмних комплексах вимагає використання чисельних методів, здатних враховувати фізичну та геометричну нелінійності матеріалів. Однією з найскладніших задач у цьому процесі є коректне моделювання взаємодії споруди з ґрунтовим середовищем, достовірність якого залежить від точності заданих фізико-механічних параметрів основи. Ґрунт є дискретним середовищем із суттєвим проявом внутрішнього тертя, закони деформування якого залежать від величини середнього стискуючого напруження. Стандартні лабораторні методики, такі як компресійне стиснення у жорсткій обоймі або випробування у класичних стабілометрах, мають технічні обмеження і часто не дозволяють з достатньою точністю визначити нелінійні деформаційні характеристики, необхідні для сучасних нелінійних розрахункових моделей.

У статті теоретично обґрунтовано комплексну методику паралельних випробувань дискретних середовищ для встановлення параметрів нелінійних моделей деформування. Для знаходження пружних характеристик, зокрема модуля деформації та коефіцієнта Пуассона, застосовано спільне використання компресійного стиснення та навантаження товстостінного циліндричного зразка внутрішнім радіальним тиском. Розроблений підхід до дослідження закономірностей пластичного деформування забезпечує незалежне варіювання головних напружень за умови збереження сталості середнього стискуючого напруження.

Запропонований режим навантаження усуває недоліки традиційних приладів тривісного стиску та дає змогу отримати сімейство кривих деформування. Сукупність цих кривих описує єдину поверхню деформування у просторі напружень та деформацій. Використання визначених за цією методикою характеристик як вхідних даних для систем автоматизованого проєктування відкриває шлях до значного підвищення достовірності чисельного моделювання спільної роботи будівельних конструкцій із ґрунтовою основою.