Исследование пределов применимости двухпараметрической модели Пастернака на основе конечно-элементного расчета тонкой пластины и натурного эксперимента

   Целью статьи является исследование пределов применимости двухпараметрической модели Пастернака для расчета тонкой пластины.

   Для достижения поставленной цели создана натурная модель в виде упругого параллелепипеда, состоящего из четырех слоев вспененного политэтилена, моделирующего основание дорожной одежды и верхнего слоя резины. Конструкция автомобильной дороги с учетом того, что ее работоспособность оценивается по максимальному упругому перемещению чаши прогибов при расчетном давлении от колеса автомобиля, вполне соответствует плите на упругом основании и может рассчитываться аналогично фундаментам строительных конструкций. Приводится натурный эксперимент и численный расчет тонкой плиты на упругом основании с двумя коэффициентами постели, реализованного в программном комплексе SCAD. Выполнено сравнение максимальных перемещений чаши прогиба плиты, полученных численным и экспериментальным способами. Сравнительный анализ полученных данных методов показывает адекватность проведенных исследований.

1. Ивасик Д.В., Васильченко А.А. Вопросы совершенствования проектирования автомобильных дорог // Инженерный вестник Дона. 2018. № 2. С. 1–9. EDN: VAQVGU.

2. Макаров А.В. Безопасность транспортных сооружений в чрезвычайных ситуациях // Безопасность в образовательных и социоприродных системах. Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Элиста, 16–17 мая 2014 г.). Элиста, 2014. С. 240–242. EDN: HVFGQQ.

3. Ластовка А.В., Данченко Т.В., Клиндух Н.Ю., Берсенева М.Л. Методы расчета ленточного фундамента на упругом грунтовом основании // Вестник Евразийской науки. 2019. Т. 11. № 3. С. 1–9. EDN: NNCEHZ.

4. Босаков С.В., Зиневич С.И., Козунова О.В. Об одной модели упругого основания и ее использовании для расчета прямоугольной плиты на упругом основании // Строительная механика и расчет сооружений. 2018. № 4. С. 2–5. EDN: XUKMFN.

5. Сапрыкин С.С., Пак В.В., Дегтярев Д.А. Методы диагностики состояния дорожного полотна // Молодой ученый. 2022. № 15. С. 52–56. EDN: DSDKVG.

6. Теуш Б.Л. Метод граничных элементов в задаче о изгибе пластин на упругом основании с произвольной границей и граничными условиями // Строительная механика и расчет сооружений. 2012. № 3. С. 40–42. EDN: OYZEVV.

7. Макаров С.Е., Макарова И.Д. Приближенные методы расчета пластин на упругом основании // Современная наука: проблемы и перспективы развития. Сб. статей IV Междунар. науч.-практ. конф. (г. Омск, 28 февраля 2020 г.). Омск, 2020. С. 73–79. EDN: JULEPN.

8. Барменкова Е.В. Применение метода конечных разностей к задачам изгиба прямоугольных плит на упругом основании // Инженерный вестник Дона. 2023. № 6. С. 635–644. EDN: EURHNQ.

9. Ignatyev A.V., Ignatyev V.A., Onischenko E.V. Analysis of Systems with Unilateral Constraints through the Finite Element Method in the Form of a Classical Mixed Method // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 1754–1759. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.166.

10. Акмырадов Я.Ч., Хекимбаева Ш., Оразмырадова Г.Ч. Численные методы в математическом анализе // Вестник науки. 2024. Т. 1. № 10. С. 534–539. EDN: UNDMJJ.

11. Власов В.З, Леонтьев Н.Н. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. М.: Физматгиз. 1960. 491 с.

12. Опбул Э.К., Дмитриев Д.А., Ведерникова А.А. Нелинейно-итерационный расчет прочности сталефиброжелезобетонных элементов с использованием опытных диаграмм деформирования материалов // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 1. С. 79–91. EDN: YGRWUP.

13. Opbul E.K., Dmitriev D.A., Vedernikova A.A. Calculation of Bending of Steel-Fiber-Reinforced Concrete Members by a Nonlinear Deformation Model with the Use of Iteration Procedures // Mechanics of Composite Materials. 2018. Vol. 54. P. 379–394. doi: 10.1007/s11029-018-9749-1.

14. Ширунов Г.Н. Метод начальных функций в модели упругого многослойного основания под действием нормальной локальной нагрузки // Инженерно-строительный журнал. 2015. № 1. С. 91–96. doi: 10.5862/MCE.53.9. EDN: TIIJVJ.

15. Егорова Е.С., Иоскевич А.В., Иоскевич В.В., Агишев К.Н., Кожевников В.Ю. Модели грунтов, реализованные в программных комплексах SCAD Office и Plaxis 3D // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 3. С. 31–60. EDN: VSYFHT.

16. Лушников В.В. Оценка двух нормативных методов расчета осадок фундаментов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7. № 4. С. 15–30. doi: 10.15593/2224-9826/2016.4.02. EDN: XHOMRL.

17. Гилемханов Р.А., Ахатулы А. Оценка напряженно-деформируемого состояния фундаментной плиты c учетом карстовых провалов в среде SCAD Office // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 4. С. 18–33. EDN: WCKVNV.

18. , Виноградов А.Ю., Каширский В.И., Лободенко И.Ю., Зубова О.В., Виноградов И.А., Парфенов Е.А. и др. Модуль деформации как основная характеристика деформационной способности грунтов при проектировании сооружений лесного комплекса // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2022. Т. 4. № 1. С. 52–67. doi: 10.34753/HS.2022.4.1.52. EDN: ZHYEEW.

19. Болдырев Г.Г., Мельников А.В., Новичков Г.А. Часть 4. Интерпретация результатов лабораторных испытаний с целью определения деформационных характеристик грунтов // Инженерные изыскания. 2014. № 5-6. С. 98–105. EDN: SJCUGT.

20. Ширунов Г.Н. Моделирование нормальной сосредоточенной силы в задаче линейно деформируемого основания гидротехнического сооружения // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2015. № 1. С. 52–59. doi: 10.21821/2309-5180-2015-7-1-52-59. EDN: TKJMVX.

21. Ширунов Г.Н. Численно–аналитический расчет упругого грунтового основания // Архитектура, строительство, землеустройство и кадастры на Дальнем Востоке в XXI веке. Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Комсомольск-на-Амуре, 18–19 апреля 2017 г.). Комсомольск-на-Амуре, 2017. С. 126–130. EDN: YPVZDH.

22. Матросов А.В., Ширунов Г.Н. Оценка краевых эффектов в задаче взаимодействия нагруженной полосы и упругой среды // Вестник гражданских инженеров. 2014. № 2. С. 61–64. EDN: SFDQVV.

23. Израелит Г.Ш. Механические испытания резины и каучука. Л., М.: Госхимиздат, 1949. 456 с.

24. Агапчев В.И., Виноградов Д.А., Фаттахов М.М. Современные технологии и новые инженерные решения при строительстве и реконструкции трубопроводных систем нефтегазовой инфраструктуры с применением труб из термопластов // Нефтегазовое дело. 2005. № 3. С. 191–196. EDN: JYAJQB.

25. Пастернак П.Л. Основы нового метода расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели. М.: Госстройиздат, 1954. 56 c.

26. Власов В.З. Строительная механика тонкостенных пространственных систем. М.: Стройиздат, 1949. 435 c.

27. Сангадиев С.Ш., Дармаев М.В., Сандитов Д.С. Упругие модули и коэффициент Пуассона аморфных органических полимеров // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2020. Т. 62. № 3. С. 170–180. doi: 10.31857/S2308112020030116. EDN: OSIGMB.

28. Пеклов П.Н. Анализ динамических реакций стержневых систем консольного типа при сейсмическом воздействии // Военный инженер. 2019. № 1. С. 21–27. EDN: YYKIIX.

29. Пеклов П.Н. Оценка влияния неудерживающих связей на величину динамических реакций балочного моста // Мировые научные исследования в эпоху цифровизации и трансформации: теории и практики. Материалы XII Междунар. науч.-практ. конф. (г. Рязань, 31 август 2023 г.). Рязань, 2023. С. 21–24.

30. Сорокина Г.В., Уздин А.М., Сорокин Д.В., Лин Х. Задание уровня расчетных воздействий с точки зрения инженера-проектировщика // IV Бетанкуровский международный инженерный форум. Электронный сборник трудов (г. Санкт-Петербург, 30 ноября – 02 декабря 2022 г.). СПб, 2022. С. 363–365. EDN: NQCFIC.