Нелінійна консолідація територій і масивів відвалів із слабких ґрунтів з урахуванням фільтраційної анізотропії - Автореферат

Наявність у основі споруд ґрунтів, що і сильно деформуються, призводить до необхідності: 1) посилення конструкцій; Нормативний документ, що регламентує проектування причальних споруд РД 31.31.06-79, не враховує фільтраційну анізотропію в слабких водонасичених ґрунтах і не охоплює безліч завдань, які виникають при експлуатації та проектуванні споруд. Розрахунок осідань слабких водонасичених основ без урахування фільтраційної анізотропії не повною мірою відповідає реальній стисливості основи. Записано рівняння нелінійної теорії консолідації слабких водонасичених ґрунтів з урахуванням їхньої фільтраційної анізотропії при різних умовах деформування й поданні коефіцієнта консолідації степеневою функцією. Практичне значення отриманих результатів: - запропонований метод прогнозування деформацій з урахуванням фільтраційної анізотропії основ споруд із слабких водонасичених ґрунтів дозволяє точніше прогнозувати їх деформації в часі, у результаті цього: - обґрунтовується зниження матеріалоємності;У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання досліджень, їхню наукову новизну, особистий внесок, визначено практичну цінність, наведені дані про апробацію, структуру та обсяг дисертації. У першому розділі проаналізовано теоретичні та результати відомих експериментальних досліджень по лінійної і нелінійної теорій консолідації і використані роботи: М.Ю. Тер-Мартиросяна, М.В. Питання фільтраційної анізотропії масиву, що консолідірується, практично не висвітлювалися і не відображені в діючих нормативних документах. На першому етапі по лінійній теорії деформації запізнюються, на наступному етапі випереджають результати експериментальних даних.Передумови лінійної теорії надалі зберігаються і вводяться нові передумови: - коефіцієнт консолідації змінюється в часі по координаті ущільнюючого шару, і перебуває в степеневій залежності від порового тиску: де з і н - постійні, які мають розмірність коефіцієнта консолідації; Hn(z,0), Hn(z,t) - функція надмірного тиску в поровій воді в різні моменти часу; n?0 - параметр, що відображає інтенсивність впливу порового тиску на процес консолідації, зумовлений шляхом наближення до результатів стандартних консолідаційних випробувань; Таким чином, зміст прийнятих припущень полягає у тому, що коефіцієнт консолідації змінюється не тільки в часі і по глибині ущільнюючого шару та з огляду на фільтраційну анізотропію, що підтверджується фізичним змістом процесу консолідації [проф. Постановка задачі при фільтраційній анізотропії ґрунтів для одномірних умов деформування: Початкові і крайові умови консолідації шару ґрунту потужністю h: У квадратурах розвґзання диференціальних рівнянь в одномірній, плоскій, вісесиметричній і просторовій постановці задач знайти не вдається, тому розвґязання виконано в кінцево-різницевій формі. При просторових умовах деформування враховується фільтраційна анізотропія для функцій коефіцієнтів консолідації по осях z, x і y: При вісесиметричних умовах деформування з урахуванням фільтраційної анізотропії в напрямках z та r функції коефіцієнтів консолідації мають такий вигляд: Функції коефіцієнтів консолідації при плоских умовах деформування з урахуванням фільтраційної анізотропії в напрямках по осях z та x мають такий вигляд: Процес консолідації описується диференціальним рівнянням у часткових похідних 2-го роду (22). Перетворимо (24) у степеневе рівняння: При n=2 корені рівняння (24): Диференціальне рівняння ущільнення для умов плоскоі задачі запишемо у такий спосіб: Запишемо рівняння (30) у кінцево-різницевій формі: Умови стійкості кінцево-різницевої схеми: Перетворимо (31) у степеневе рівняння: Диференціальне рівняння ущільнення для умов просторовоі задачі запишемо у такий спосіб: Запишемо рівняння (39) у кінцево-різницевій формі: ; , ; , ; , ; , ; , ; .Отримано розвґязання нелінійних задач консолідації слабких водонасичених основ з урахуванням фільтраційної анізотропії при одномірних, плоских, вісесиметричних і просторових умовах деформування. Процес фільтраційної консолідації анізотропних слабких ґрунтів описується нелінійним диференціальним рівнянням у часткових похідних параболічного типу при степеневій залежності коефіцієнта консолідації від порового тиску. Алгоритми чисельних розвґязання реалізують задачі ущільнення слабких водонасичених основ з урахуванням фільтраційної анізотропії при одномірних, плоских, вісесиметричних і просторових умовах деформування, що проілюстровано складеною компютерною програмою для одномірних умов деформування.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ