Влияние методики определения свойств грунтов в численных расчетах деформаций

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью качества инженерно-геологических изысканий для строительства объектов в стесненных городских условиях. Качество изысканий связано с обеспечением надежности имеющегося жилого и производственного фонда, является ресурсосберегающим, минимизирующим объемы капитальных затрат на реконструкцию зданий и сооружений, оказавшихся в зоне влияния нового строительства. Процесс определения необходимых параметров грунта для последующего применения в численном моделировании является необходимой, особенно важной составляющей обеспечения качества, достоверности оценки напряженно-деформированного состояния. Цель работы: изучить характер распределения напряжений, деформаций в основании нового здания в условиях плотной застройки, сравнить величину осадки зданий и сооружений, полученную различными методами, выявить недостатки методики определения параметров, используемых в численном моделировании. Методы исследования: анализ отечественного и зарубежного опыта; определение параметров грунтов по литературным и фондовым источникам; сбор, систематизация и анализ имеющихся геологических сведений; составление модели грунтового массива; расчеты деформаций методом послойного суммирования и численное моделирование напряженно-деформированного состояния грунтового основания с показателями механических свойств, определенных различным способом; сопоставление данных моделирования и традиционных расчетов согласно СП 22.13330.2016 с данными наблюдений. Результаты. Рассмотрена локальная литотехническая система взаимодействия «основание-грунт» в условиях плотной застройки на территории г. Москвы; проведено сопоставление данных о деформациях оснований, полученных при моделировании, с данными мониторинговых наблюдений, с расчетами по методу послойного суммирования. Математические расчеты проведены с использованием как табличных значений параметров физико-механических свойств грунтов, так и экспериментально определенных непосредственно на площадке. Для получения более достоверных результатов математического моделирования необходимо наличие данных стабилометрических испытаний, особое внимание необходимо уделить разработке отечественных нормативов для определения коэффициента Пуассона, коэффициента бокового давления грунта и угла дилатансии.

The relevance of the research is caused by the need of quality of engineering-geological survey for construction in constrained urban environment. Quality research is ensuring the reliability of existing residential and industrial foundation, is a resource-saving, minimizes the volume of capital expenditures for reconstruction of buildings and structures caught in the zone of influence of new construction. It is necessary to determine the required soil parameters for later use in numerical simulation, it is a very important component of ensuring the quality, reliability of estimation of stress-strain state. The main aim of the research is to study the pattern of stress distribution, deformation at the base of a new building in dense areas, to compare the amount of precipitation of buildings and structures, obtained by various methods, to identify deficiencies of methodology for determining the parameters used in numerical simulation. Methods of the research: analysis of domestic and foreign experience; determination of soil strength parameters on bibliographical and archival sources; collection, systematization and analysis of available geological information; compiling the model of soil mass; calculation of strains by the layer wise summation and numerical modeling of the stress-strain state of a subgrade with the mechanical properties defined in various ways; mapping the simulation data and traditional calculations to SP 22.13330.2016 with the observations. Research results. The paper considers local lithotechnical system of interaction «foundation-soil» in the conditions of dense development on the territory of Moscow. The authors have compared the data on foundation deformation obtained in simulation with the observations and with calculations by the method of layer-by-layer summation. Mathematical calculations were carried out using both the table values of the parameters of soil mechanical properties and the ones experimentally determined at site. For more reliable results mathematical modeling requires data stabilometric test, especially to pay attention to the development of national standards to determine the Poisson's ratio, coefficient of lateral earth pressure and the angle of dilatancy.