Моделювання напружено-деформованого стану основи фрагменту пальового фундаменту при навантаженні ростверку, нез'єднаної з палею, у натурних умовах

Abstract

UK: Мета. Виконати числове моделювання напружено-деформованого стану (НДС) основи фрагменту пальового фундаменту при навантаженні ростверку, нез'єднаного з палею, та порівняти з результатами отриманими в натурних умовах. Методика. Створення моделі ґрунтової основи пальового фундаменту за умови відсутності з'єднання палі і фрагменту ростверку в ПК Plaxis та поетапне навантаження фрагменту ростверку; використання пружно-пластичної моделі зі зміцненням ґрунту. Для відтворення реальних умов, окрім дослідної палі і ростверку була змодельована частина пальового поля. Результати. Отримано картину впливу окремого навантаження ростверку на поведінку палі, нез'єднаної з ним, зафіксовано утворення додаткових дотичних напружень навколо палі, і її переміщення. Результати числового моделювання порівняно з даними натурного експерименту. Наукова новизна. Числовим моделюванням відтворено умови натурного експерименту і зафіксовано деформації ґрунту під плитою, які спровокували переміщення не тільки дослідної палі (нез’єднаної з фрагментом ростверку), але й оточуючих паль, розташованих на відстані 3 м. Практична значимість. Числове моделювання напружено-деформованого стану фрагменту ростверку і палі демонструє задовільну збіжність з результатами натурного експерименту, що свідчить про адекватно підібрані параметри пружно-пластичної моделі зі зміцненням ґрунту в ПК Plaxis. Висока точність порівняння дозволить передбачати осідання палі і плити, за умови відсутності з'єднання між ними, у складі фундаменту та використовувати ґрунтову модель з підібраними параметрами для подальшого моделювання фундаменту і наземної конструкції.

RU: Цель. Выполнить численное моделирование напряжено-деформированного состояния основания фрагмента свайного фундамента при нагружении ростверка, несоединенного со сваей, и сравнить с результатами, полученными в натурных условиях. Методика. Создание модели грунтового основания свайного фундаменту при условии отсутствия соединения сваи и фрагмента ростверка в ПК Plaxis и поэтапное нагружение фрагмента ростверка; использование упруго-пластичной модели с упрочнением грунта. Для воспроизведения реальных условий, кроме исследуемой сваи и ростверка было смоделировано часть свайного поля. Результаты. Получена картина влияния отдельного нагружения ростверка на поведение сваи, несоединенной с ним, зафиксировано образование дополнительных касательных напряжений вокруг сваи, и ее перемещения. Результаты численного моделирования в сравнении с данными натурного эксперимента. Научная новизна. Числовым моделированием воспроизведено условия натурного эксперимента и зафиксировано деформации грунта под плитой, которые спровоцировали перемещения не только исследуемой сваи (несоединенной с фрагментом ростверка), но и окружающих свай, расположенные на расстоянии 3 м. Практическая значимость. Числовое моделирование напряженно-деформированного состояния фрагмента ростверка и сваи демонстрирует удовлетворительную сходимость с результатами натурного эксперимента, что свидетельствует про адекватно подобранные параметры упругопластической модели с упрочнением грунта в ПК Plaxis. Высокая точность сравнения позволить предвидеть осадки сваи и плиты, при условии отсутствия соединения между ними, в составе фундамента, и использовать грунтовую модель с подобранными параметрами для дальнейшего моделирования фундамента и надземной конструкции.

EN: Purpose. Perform numerical simulation of the stressed strain state of the base of the pile foundation fragment by the loading of the raft, not connected with the pile and compare it with the results obtained under field conditions. Methodology. Creation of a model of the ground foundation of a pile foundation provided that there is no pile connection and a rafts’ fragment in the SC Plaxis and the staged loading of the fragment of the raft; use hardening soil model. To reproduce real conditions, in addition to the pile and plate studied, part of the pile investigation was modeled. Results. The picture of the effect of a single load of the raft on the behavior of the pile unconnected with it was obtained, the formation of additional tangential stresses around the pile and its displacement was recorded. Results of numerical modeling in comparison with the data of the field experiment. Originality. Numerical simulation was reproduced the conditions of full-scale experiment and fixed deformations of the soil under the plate, which provoked the movement not only of the pile being investigated (not connected with the fragment of the grillage), but also of surrounding piles located at a distance of 3 m. Practical value. Numerical modeling of the stress-strain state of the raft and pile fragment demonstrates satisfactory convergence with the results of the full-scale experiment, which indicates adequately selected parameters of the elastoplastic model with hardening of the soil in SC Plaxis PC. The high accuracy of the comparison allows us to anticipate the drafts of the pile and raft, provided there is no connection between them, as part of the foundation, and use a ground model with matched parameters for further modeling of the foundation and above-ground structure.