Дударенко Олександр Олександрович. Моделювання і розрахунки зсувної небезпеки та інженерного захисту територій і об'єктів

brief description

Дударенко Олександр Олександрович. Моделювання і розрахунки зсувної небезпеки та інженерного захисту територій і об'єктів: дисертація канд. техн. наук: 05.23.02 / Державний НДІ будівельних конструкцій. - К., 2003.

Дударенко О.О Моделювання і розрахунки зсувної небезпеки та інженерного захисту територій і об’єктів.Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 - підвалини і фундаменти. Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. - Київ, 2003.
Дисертацію присвячено вдосконаленню розрахунків показника зсувної небезпеки коефіцієнту стійкості схилу та величині зсувного тиску, за яким розраховують споруди інженерного захисту територій і об’єктів від зсувів.
Автором виконано огляд досліджень по зсувах. Встановлено, що точність і надійність розрахунків ступеню зсувної небезпеки та зсувного тиску в значній мірі залежить від вірності прийняття поверхні ковзання, яка повинна відповідати умові мінімуму коефіцієнта стійкості схилу. Однак її звичайно приймають суб’єктивно, обчисленню зворотних розрахунків заважає їхня трудомісткість. Тому поставлене завдання по вдосконаленню розрахунків через значну трудомісткість може бути здійснено за рахунок їх суттєвої автоматизації. Обґрунтовано метод та методики дослідження. Прийнято метод теоретичного аналізу та аналітичні методики при виборі принципів, засобів і методів математичного описання процесу та розробці комп‘ютерної програми.
На основі теоретичних положень статики сипучого середовища та відомих, найбільш застосованих на практиці методів розрахунків коефіцієнту стійкості схилу Маслова-Берера та Шахунянца і величині зсувного тиску Шахунянца і Білеуша розроблено математичну модель зсувного процесу. Розглянуті обмеження та умови застосування прийнятої математичної моделі, зроблена її практична перевірка. Вона показала, що вона дає задовільну натурними спостереженнями і замірами збіжність результатів
Зроблено і перевірено методом тестування принципи і засоби створення комп‘ютерної програми. Для зсувного процесу, з його великим об’ємом графіки відібрано при програмуванні об’єктно орієнтоване програмування і мову Java та розроблено розроблену комп’ютерну програму. Вона за рахунок зниження трудомісткості і часу розрахунків дає змогу визначати поверхні ковзання і вирішувати інші пов’язані зі зсувами задачі варіаційним розрахунковим методом.

Основні висновки і рекомендації дисертаційних досліджень можна викласти у наступних положеннях:

Обґрунтовано необхідність застосування варіаційних методів визначення оптимальних поверхонь ковзання при розрахунках коефіцієнтів стійкості, як засобу позбавлення цих розрахунків від суб'єктивізму та доведено, що внаслідок великої трудомісткості і громіздкості розрахунків коефіцієнтів стійкості згадане варіаційне визначення поверхонь ковзання може бути зроблено тільки за умови повної комп'ютеризації цих розрахунків. Використання розроблених у дисертації автоматизованих методів розрахунків коефіцієнту стійкості зсувного схилу шляхом застосування варіаційних методів з перебором варіантів і пошуком того, що відповідає оптимуму, удосконалює ці розрахунки, усуваючи протиріччя відомих методів, які полягають у тому, що прийняту поверхню ковзання, яка має відповідати умові мінімуму коефіцієнту стійкості, приймають заздалегідь.
Оскільки всі відомі методи розрахунків коефіцієнту стійкості, а також величини зсувного тиску базуються на застосуванні теоретичних положень статики сипучого середовища та прийнятих авторами додаткових гіпотезах їхнє узагальнення в єдиній математичній моделі, з створенням на її основі комп’ютерної програми може бути здійснене лише з використанням теоретичного методу дослідження та запровадженні відповідних теоретичних і емпірично-аналітичних методик, що і було зроблено в дисертації.
Створення математичної моделі зсувного процесу на основі узагальнення відомих теоретичних положень статики сипучого середовища та поширених на практиці методів розрахунків коефіцієнту стійкості і величини зсувного тиску дозволило створити теоретичну базу для розробки комп’ютерної програми для розрахунків показників ступеню зсувної небезпеки та процесу зсуву на варіаційній основі.
Практична перевірка розрахункових формул, прийнятих в математичній моделі, показала, що вони дають достатньо задовільну збіжність результатів - розходження не перевищували 30 %, і лише в окремих випадках 50 %. Різниця майже завжди йшла в запас стійкості.
З використанням прийнятих засобів програмування, що враховують особливості зсувного процесу було розроблено і реалізовано графічний редактор автоматизованого робочого комплексу комп'ютерної програми, її чисельний алгоритм, написано і налагоджено програму в цілому, яка дозволяє з достатньо великою кількістю варіантів виконувати розрахунки коефіцієнту стійкості, що характеризує ступінь зсувної небезпеки, і зсувного тиску, за яким розраховують споруди інженерного захисту територій і об’єктів.
Зроблена експериментальна перевірка розроблених варіаційних методів визначення поверхонь ковзання, із використанням наявних експериментальних спостережень. Проведене за кордоном (в Польщі) незалежне порівняльне тестування розробленої програми показало, що вона нічим не поступається розробці програмі SLOPE/W відомої канадської фірми.
Запровадження розрахункових методів з перебором достатньої кількості варіантів дає змогу також здійснювати оптимальний вибір варіантів забудови зсувних територій і варіантів розміщення протизсувних споруд для інженерного захисту територій і об’єктів, що дозволяє запобігти аварій і економити кошти при проектуванні і забудові зсувонебезпечних ділянок.
Результати дисертаційних досліджень впроваджено при проектуванні протизсувних споруд Центральної Лівадійської зсувної системи. Практичні рекомендації за результатами розрахунків застосовані ЦНТП Інжзахист” (м. Ялта) на інших об’єктах Великої Ялти.