ПІДХОДИ ДО ОЦІНЮВАННЯ СТІЙКОСТІ СПОРУД БЕРЕГОУКРІПЛЕННЯ ВОДОЙМ: АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЙ І МОДЕЛЕЙ ЇХ РОЗРАХУНКУ
Анотація
У статті наведено результати аналізу теоретичних основ визначення напруженого стану в ґрунтовому масиві і конструкції кріплення берегового укосу водойм. Систематизовано наукові дослідження і теоретичні положення з визначення зусиль діючих на конструкції кріплень. Запропоновано методичні підходи до статичного розрахунку берегоукріплень укісно-вертикальних конструкцій з урахуванням взаємозв’язку між навантаженням на конструкцію та її деформацією. Метою досліджень визначено забезпечення стійкості та надійності конструкцій берегоукріплень та обґрунтування напрямів удосконалення технічних рішень у сучасних умовах.
У роботі проаналізовано застосовування різних типів укісних кріплень берегоукріплювальних споруд відповідно до вимог Державних будівельних норм. Запропоновано зосередити дослідження на шпунтових кріпленнях берегів, як на сучасній і прогресивній технології берегоукріплення. Система «ґрунтовий масив – конструкція кріплення» розглядається як розрахункова модель у вигляді одностороннього типу, який являє собою як пружний елемент, що дає можливість у розгляді цієї задачі застосувати сучасний апарат теорії пружності. Це дає можливість прийняти лінійну залежність між напругою і деформацією та отримати достатню точність, що підтверджується наявними результатами вітчизняних та закордонних досліджень. Для розрахунків деформацій, оцінювання міцності та стійкості ґрунтових масивів і основ запропоновано приділяти безпосередню увагу характеристикам механічних властивостей ґрунтів, при цьому розглянуто три стадії деформації основ. Сформульовані диференціальні рівняння рівноваги ґрунтового масиву, дають змогу вирішити широкий спектр питань, пов’язаних з граничною рівнодією та отримати розрахункові параметри тиску земляних мас на підпірні стінки берегоукріплень укісно-вертикального типу. Результати аналізу досліджень рекомендовано для використання у визначенні основних навантажень на гідротехнічні споруди, обґрунтуванні технічних рішень з розробки та удосконалення конструкцій укісного й укісно-вертикального типів берегоукріплення водойм.
Посилання
2. Snytko, N. K. (1963). Static and dynamic soil pressure and calculation of retaining walls [Statycheskoe y dynamycheskoe davlenye hruntov y raschet podpornykh stenok]. Lenynhrad-Moskva : Hosstroiyzdat. [in russian].
3. Klein, H.K. (1996). Ground pressure on a structure depends on its movements [Davlenye hrunta na sooruzhenye v zavysymosty ot ykh peremeshchenyi]. №1, 1996. [in russian].
4. Beliar, Y.Ia., & Borodianskyi, M.Ia. (1970). Calculation of retaining walls of any stiffness [Raschet podpornykh stenok liuboi zhestkosty]. Yzv. Vuzov «Stroytelstvo y arkhytektura», 8. [in russian].
5. Lazebnyk, H.E., & Chernysheva, E.Y. (1966). On the influence of the shape of lateral soil pressure diagrams on the forces in sheet pile anchor retaining walls [O vlyianyy formy epiur bokovoho davlenyia hrunta na usylyia v shpuntovykh ankernykh podpornykh stenkakh]. Hydrotekhnycheskoe stroytelstvo, № 5, [in russian].
6. Byleush, A.Y. (1984). Theoretical basis for the calculation of retaining structures and the effectiveness of their operation when securing landslide slopes [Teoretycheskye osnovy rascheta uderzhyvaiushchykh sooruzhenyi y effektyvnost ykh raboty pry zakreplenyy opolznevykh sklonov: Avtoref. dys. d-ra tekhn. nauk.], L: VNYYH ym.B.E.Vedeneeva. [in russian].
7. Ryzhov, A.M. (1992). Introduction to nonlinear mechanics and physical modeling of foundations [Vvedenye v nelyneinuiu mekhanyku y fyzycheskoe modelyrovanye osnovanyi]. Zaporozhe: Vydavets. [in russian]
8. Kaliukh, Yu.Y., & Vovk, O.A. (1978). Theoretical concept and practical implementation of monitoring of building structures of Unit IV of the Chernobyl Nuclear Power Plant [Teoretycheskaia kontseptsyia praktycheskaia realyzatsyia monytorynha stroytelnykh konstruktsyi IV bloka Chernobylskoi atomnoi stantsyy]. III Szkola geomehaniki Glivice – ustron Poland, 81-86. [in russian].
9. Kaliukh, Yu.Y. (1999). Application of modern information technologies, mathematical methods and sensitive elements for studying and predicting the evolution of process-hazardous territories and objects [Prymenenye sovremennykh ynformatsyonnykh tekhnolohyi, matematycheskykh metodov y chuvstvytelnykh elementov yzuchenyia y prohnozyrovanyia evoliutsyy protsessoopasnykh terrytoryi y obektov. Nauchnometodycheskoe posobye]. Kyev: Znanye Ukrayna. [in russian].
10. Kuzlo, M. T. (2019). Experimental and theoretical studies of deformations of soil massifs under the influence of man-made factors: monograph. [Eksperymentalni ta teoretychni doslidzhennia deformatsii gruntovykh masyviv pry dii tekhnohennykh faktoriv : monohrafiia]. Rivne: Nats. un-t vod. hosp-va ta pryrodokorystuvannia, 181 p. [in Ukrainian].
11. Panasiuk, I.V., Tomiltseva, A.I., Zub, L.M., Maltsev, V.I., Dolynskyi, V.L., Dubniak, S. S., Dubniak, S. A., Struzhko, A.O., & Zbitniev, A.A. (2012). Efficiency and ecological role of shore fortification structures on the Dnieper reservoirs. [Efektyvnist ta ekolohichna rol berehoukripliuvalnykh sporud na dniprovskykh vodoskhovyshchakh]. Kyiv: KNUTD, 120 p. Retrieved from: https://www.researchgate.net/profile/Lesya-Zub2/publication /299468906_Efektivnist_ta_ekologicna_rol_beregoukripluvalnihsporud_nadniprovskih_vodoshovisah/links/56fa4ab808ae7c1fda319e91/Efektivnist-taekologicna-rol-beregoukripluvalnih-sporud-na-dniprovskih-vodoshovisah.pdf [in Ukrainian].
12. Khoziaikina, N. V., & Smyrnova, M. S. (2018). Analysis of methods for assessing the stability of slopes and slopes, which are used as the foundations of buildings and structures [Analiz metodiv otsinky stiikosti skhyliv i ukosiv, yaki vykorystovuiutsia v yakosti osnov budivel ta sporud Materialy konferentsii «Perspektyvy rozvytku budivelnykh tekhnolohii»], Dnipro: NTU «Dniprovska politekhnika». Retrieved from: https://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/152332 [in Ukrainian].
13. DBN V.2.4-3:2010 Hydrotechnical, energy and reclamation systems and structures, underground mining. Waterworks. Substantive provisions [Hidrotekhnichni, enerhetychni ta melioratyvni systemy i sporudy, pidzemni hirnychi vyrobky. Hidrotekhnichni sporudy. Osnovni polozhennia]. [in Ukrainian].
14. Syplyvets, O. O. (2020). Mathematical modeling of joint work of supporting structures and soil massif in conditions of dense urban development [Matematychne modeliuvannia spilnoi roboty pidpirnykh sporud i hruntovoho masyvu v umovakh shchilnoi miskoi zabudovy: Dysertatsiia na zdobuttia naukovoho stupenia kand. tekhn. nauk: 05.23.01.] Odesa: Odes. nats. mor. un-t. Retrieved from: https://onmu.org.ua/ua/spetsializovana-vchenarada-d-41-060-01/dissertation-repository.html. [in Ukrainian].
15. Buhrov, A.K., Narbut, P.M., & Spydyn, V.P. (1987). Study of soils under triaxial compression conditions [Yssledovanye hruntov vuslovyiakh trekhosnoho szhatyia]. Leningrad: Stroyizdat. [in russian].
