Реологічні моделі середовища з суттєвим внутрішнім тертям

РЕОЛОГІЧНІ МОДЕЛІ СЕРЕДОВИЩА З СУТТЄВИМ ВНУТРІШНІМ ТЕРТЯМ

RHEOLOGICAL MODELS OF SOILS WITH SIGNIFICANT LEVEL OF INTERNAL FRICTION

Сторінки: 50-58. Номер: №3, 2019 (273)
Автори:
О.А. ДОРОФЄЄВ, В.В. КОВТУН
Хмельницький національний університет
O.A. DOROFEYEV, V.V. KOVTUN
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-273-3-50-58
Рецензія/Peer review : 20.05.2019 р.
Надрукована/Printed : 01.06.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

В ході розрахунку основ фундаментів архітектурних споруд та моделювання процесу земляних робіт при їх спорудженні необхідно підібрати модель, яка б найбільш повно відображала процеси, що відбуваються в робочому середовищі, тобто в ґрунті. Авторами розглянуто існуючі моделі, що використовуються для описання деформування середовища з внутрішнім тертям. Це моделі теорії пластичності, «мікродеформування», моделі нелінійної механіки ґрунтів та моделі пластичного плину. Деякі з цих моделей враховують нелінійність законів деформування, деякі – вплив внутрішнього тертя в граничній стадії деформування, дилатансії. Історію ж навантажень можна оцінити тільки за допомогою моделей пластичного плину. Авторами зроблено висновок, що для описання контактної взаємодії середовища з внутрішнім тертям найраціональнішими можна вважати моделі теорії пластичності з особливими законами деформування, які встановлюватимуться експериментально.
Ключові слова: основа фундаменту; дискретне середовище; внутрішнє кулонове тертя; дилатансія.

Розширена анотація англійською мовою

When calculating the fundamentals of the foundations of architectural structures and modeling the process of earthworks during their construction, it is necessary to select a model that would most fully reflect the processes occurring in the working environment, that is, in the soil. The contact problems of the interaction of such a medium with the elements of the structure are the most complex tasks of mechanics, since they require a coherent description of the stress-strain state of contacting objects which are considered to be the elements of structures and the environment with special laws of deformation. The authors consider existing models used to describe the deformation of the environment with internal friction. These are models of the theory of plasticity, “microdeforming”, models of nonlinear soil mechanics and models of plastic flow. The effect of internal friction at all stages of deformation reflects the physical-nonlinear models of soil mechanics. They reflect two fundamental features of the deformation of materials with significant internal friction – the nonlinearity of the relations of “strain-strain” and the effect of internal coulomb friction on the laws of deformation of these materials. However, the laws of volumetric deformation do not describe the manifestation of dilatation for materials with internal friction, that is, the appearance of volumetric deformations under displacements. The most complex scientific and technical problem was the description of dilatation. To a certain extent, its manifestation in the process of material deformation can be described by means of dilatation relations of soil mechanics models of deformation type. The history of the loads can be estimated only using models of plastic flow, the history of the same loads can be estimated only with the help of models of plastic flow, the physical relations of which are formed as the relationship between the stresses and strains of deformations, and not between the stresses and achieved deformations. The authors conclude that for the description of the contact interaction of the medium with internal friction, the most rational is the model of the theory of plasticity with special laws of deformation, which will be determined experimentally.
Key words: base of foundation; discrete environment; internal coulomb friction; dilatation.

References

1. Kandaurov I. I. Mehanika Zernistyh Sred I Ee Primenenie V Stroitel’stve / I. I. Kandaurov. – L. , M. : Stroyizdat, 1966. – 318 S.
2. Myuler R. A. K staticheskoy teorii raspredeleniya napryazheniy v zernistom gruntovom osnovanii / R. A. Myuler // Osnovaniya, fundamenty i mehanika gruntov. – 1962. – № 4. – S. 10–12.
3. Bugaev V. T. Kinematika chastichek sypuchey sredy pri smeschenii ograzhdeniya / V. T. Bugaev, V. V. Kovtun // Inzhenernye sooruzheniya i oborudovanie morskih portov : sb. nauch. tr. – M. : Mortehinformreklama, 1985. – S. 11–15.
4. Haponov V. V. Pro peremishchennia v sypkykh gruntakh, yaki perebuvaiut u hranychnii rivnovazi / V. V. Haponov // Prykladna mekhanika. – 1959. – T. 2. 1. – S. 52–61.
5. Frelih O. K. Raspredelenie davleniya v grunte / O. K. Frelih. – M. : Izdatel’stvo narkomhoza RSFSR, 1938. – 188 s.
6. Malyshev V. M. Raspredelenie napryazheniy i deformaciy v nelineyno deformiruemom osnovanii, nagruzhennom sosredotochennoy siloy / V. M. Malyshev // Osnovaniya, fundamenty i mehanika gruntov. – 1963. – № 3. – S. 7–11.
7. Zareckiy Yu. K. Statika i dinamika gruntovyh plotin / Yu. K. Zareckiy, V. N. Lombardo. – M. : Energiya, 1983. – 256 s.
8. Sokolovskiy V. V. Teoriya plastichnosti / V. V. Sokolovskiy. – M. : Gostehteorizdat, 1950. – 243 s.
9. Arutyunyan N. H. Ploskaya kontaktnaya zadacha teorii plastichnosti so stepennym uprochneniem materiala / N. H. Arutyunyan. // Izvestiya AN Armyanskoy SSR. Seriya fiziko-tehnicheskih nauk. – 1959. – Vyp. 2. – S. 176–188.
10. Nikolaevskiy V. N. Sovremennye problemy mehaniki gruntov / V. N. Nikolaevskiy // Opredelyayuschie zakony mehaniki gruntov. – M., 1975. – S. 210–227.
11. Skott R. F. Plastichnost’ i sootnosheniya sostoyaniya v mehanike gruntov / R. F. Skott // Amerikanskoe obschestvo grazhdanskih inzhenerov. Otdelenie geomehaniki. Zhurnal geotehniki. – 1985. – T. 3, № 5. – S. 215–225.
12. Botkin A. I. Issledovanie napryazhennogo sostoyaniya v sypuchih i svyaznyh gruntah / A. I. Botkin // Izvestiya VNIIG. – 1939. – T. 24. – S. 3–41.
13. Vinokurov E. F. Iteracionnyy metod raschetov osnovaniy i fundamentov s pomosch’yu EVM / E. F. Vinokurov. – Minsk : Nauka i tehnika, 1968. – 243 s
14. Zareckiy Yu. K. K raschetu lentochnyh fundamentov na nelineyno-deformiruemom neodnorodnom osnovanii / Yu. K. Zareckiy // Osnovaniya, fudamenty i mehanika gruntov. – 1965. – № 1. – S. 7–10.
15. O sovmestnoy rabote zhestkih fundamentov i nelineyno-deformiruemogo osnovaniya / [M. V. Malyshev, Yu. K. Zareckiy, V. N. Shirokov ta іn.] // Trudy k VIII mezhdunarodnomu kongressu po mehanike gruntov i fundamentostroeniyu. – M. : Stroyizdat, 1973. – S. 97–104.
16. Shirokov V. N. Napryazhennoe sostoyanie i peremescheniya vesomogo nelineyno-deformiruemogo gruntovogo poluprostranstva pod kruglym zhestkim shtampom / V. N. Shirokov, V. I. Solomin, M. V. Malyshev, Yu. K. Zareckiy // Osnovaniya, fundamenty i mehanika gruntov. – 1970. – № 1. – S. 2–5..
17. Dorofieiev O. A. Matematychna model vzaiemodii elementiv mashyn z dyskretnym seredovyshchem ta metody yii realizatsii : avtoref. dys. na zdobuttia nauk. stupenia kand. tekhn. nauk : spets. 05.02 “Matematychne modeliuvannia ta obchysliuvalni metody” / O. A. Dorofieiev. – Ternopil, 2004. – 20 s.
18. Kovtun V. V. Issledovanie haraktera nelineynyh fizicheskih zavisimostey nesvyaznyh gruntov / V. V. Kovtun // Osnovaniya i fundamenty. – Kiev : Budіvel’nik, 1975. – Vyp. 8. – S. 64–70.
19. Shihiev F. M. Ob obobschennom napryazhennom sostoyanii gruntov / F. M. Shihiev // Gidrotehnika. – 1962. – № 2. – S. 17–20.
20. Geniev G. A. Ob odnom variante teorii sypuchey sredy / G. A. Geniev // Stroitel’naya mehanika i raschet sooruzheniy. – 1965. – T. 10, № 2. – S. 157–165.
21. Kryzhanovskiy A. L. Effektivnost’ rascheta osnovaniy s uchetom nelineynyh deformacionnyh svoystv gruntov / A. L. Kryzhanovskiy, A. S. Chevikin, O. V. Kulikov // Osnovaniya, fundamenty i mehanika gruntov. – 1975. – № 5. – S. 37–40.
22. Stolyarov V. G. Deformiruemost’ neskal’nyh gruntov / V. G. Stolyarov // Osnovaniya, fundamenty i mehanika gruntov. – 1981. – № 5. – S. 29–31.
23. Sedov L. I. Mehanika sploshnoy sredy / L. I. Sedov. – M. : Nauka, 1970. – T. 2. – 578 s.
24. Drucker D. C. Solid Mechanics and Plastic Analysis of Limit Design / D. C. Drucker, W. Prager // Quarterly of Applied Mathematics. – 1952. – Vol. 10. – № 2. – P. 157–165.
25. Roscoe K. H. The Influence of Strains in Soil Mechanics / K. H. Roscoe // Geotechique. – 1970. – Vol. 20. – № 2. – P. 129–170.
26. Kovtun V. V. Osnovy mekhaniky dyskretnykh materialiv : monohrafiia / V. V. Kovtun, O. A. Dorofieiev. – Khmelnytskyi : KhNU, 2018. – 131 s.