Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВЫХ МАССИВОВ В ДВУХМЕРНОЙ И ТРЕХМЕРНОЙ ПОСТАНОВКАХ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ MIDAS GTS NX


https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-1-2-54-71

Полный текст:


Аннотация

В статье приведен сравнительный анализ напряженного состояния дисперсного грунтового массива со сложными внешними и внутренними границами в двухмерной и трехмерной постановках. Впервые дается оригинальный подход к инженерно-геологической схематизации природных условий и верификации геолого-структурной модели при трехмерном моделировании на основе инженерно-геологического разреза. Указываются основные преимущества и недостатки двухмерного и трехмерного моделирования и метода конечных элементов. Показано, что основные преимущества и недостатки связаны либо с трудоемкостью самого процесса моделирования, либо с особенностями расчетов, приводящих к определенным ошибкам. Сравнительный анализ показал, что результирующие напряжения, действующие на одних и тех же площадках, полученные при расчетах в двухмерной и трехмерной постановках, характеризуются качественными и количественными отличиями. Данные отличия обусловлены в основном особенностями метода расчета напряженного состояния, его математическим аппаратом и способом дискретизации инженерно- геологической модели на конечные элементы. Также существенный вклад в достоверность результатов вносят форма и линейные размеры конечных элементов. Анализ результатов расчетов, полученных при двухмерном и трехмерном моделировании, показывает, что напряженное состояние верхней части грунтового массива со сложными инженерно-геологическими условиями детальнее описывается в двухмерной постановке, а учет пространственной неоднородности данной зоны массива — в трехмерной. В целом из анализа следует, что выбор метода расчета должен осуществляться на основе интегрированного анализа всех влияющих на результат факторов, а также практической целесообразности подхода, индивидуального для каждого природного объекта (грунтового массива), ввиду их многообразности, многокомпонентности и динамичности как системы.


Об авторах

С. А. Пайшанбиев
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия
Аспирант кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета


Э. В. Калинин
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия
Доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета


А. В. Бершов
ООО «ПетроМоделинг»; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Россия
Генеральный директор ООО «ПетроМоделинг», ассистент кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ


Список литературы

1. Аргирис, Дж., 1965. Матричный анализ малых и больших перемещений в трехмерных упругих средах. Ракетная техника и космонавтика, № 1, с. 177–186.

2. Бате, К., Вилсон, Е., 1982. Численные методы анализа и метод конечных элементов. Стройиздат, М.

3. Бершов, А.В., 2015. О необходимости перехода в инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканиях к трехмерному (3D) моделированию и представлению материалов. Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве Российской Федерации, Материалы Одиннадцатой Общероссийской конференции изыскательских организаций, Москва, 2015, с. 75–79.

4. Барыкина, О.С., Калинин, Э.В., 2012. Использование метода граничных элементов для оценки зоны динамического влияния разлома. Геология, география и глобальная энергия, № 2, с. 81–85.

5. Газиев, Э.Г., 1977. Устойчивость скальных массивов и методы их закрепления. Стройиздат, М.

6. Галлагер, Р., 1984. Метод конечного элемента. Основы. Мир, М.

7. Ержанов, Ж.С., Каримбаев, Т.Д., 1975. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. Наука, Алма-Ата.

8. Зенкевич, О., Чанг, И., 1974. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. Недра, М.

9. Зенкевич, О., 1975. Метод конечных элементов в технике. Мир, М.

10. Золотарев, Г.С., Максимов, С.Н., 1968. Изучение напряженного состояния массивов горных пород в инженерно-геологических целях. МГУ, М.

11. Калинин, Э.В., Панасьян, Л.Л., Широков, В.Н., Артамонова, Н.Б., Фоменко, И.К., 2003. Моделирование полей напряжений в инженерно-геологических массивах. МГУ, М.

12. Калинин, Э.В., Панасьян, Л.Л., Тимофеев, Е.М., 2008. Новый подход к расчету устойчивости оползневых склонов. Вест. Моск. Ун-та. Сер. 4. Геология, № 1, с. 21–29.

13. Калинин, Э.В., Панасьян, Л.Л., 2015. Методические аспекты создания геомоделей при разработке месторождений полезных ископаемых. Геотехника, № 2, с. 51–57.

14. Калинин, Э.В., Панасьян, Л.Л., Зеркаль, О.В., 2004. Изменение напряженно-деформированного состояния массивов горных пород при прохождении сейсмических волн. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, № 3, с. 265–272.

15. Калинин, Э.В., Панасьян, Л.Л., Артамонова, Н.Б., 2006. Методика исследований при оценке инженерно-геологических условий нефтяных и газовых месторождений. Инженерная геология, № 11, с. 51–57.

16. Калинин, Э.В., Шешенин, С.В., Кузь, И.С., 1991. Напряженное состояние анизотропных массивов горных пород. Инженерная геология, № 1, с. 35–43.

17. Миронов, А.В., 2013. Философия социо(техно)-природной системы. МАКС Пресс, М.

18. Панасьян, Л.Л., Фролова, Ю.В., Шанина, В.В., 2016. О возможном распределении напряжений в породах гидротермальных систем. Инженерная геология, № 6, с. 38–47.

19. Слышкина, Е.С., Баранов, А.А., Бершов, А.В., 2015. Расчет устойчивости северных склонов хребта Аибга в районе поселка Эсто- Садок (Красная Поляна). Инженерная геология, № 6, с. 4–15.

20. Слышкина, Е.С., Бершов, А.В., Баранов, А.А., Сас, И.Е., Гаврилов, А.В., 2016. Современная активность оползней южного склона хребта Псехако в бассейне реки Мзымта (Северо-Западный Кавказ). Инженерная геология, № 3, с. 16–29.

21. Терцаги, К., Пек, Р., 1958. Механика грунтов в инженерной практике // Гостройиздат, М.

22. Фадеев, А.Б., 1987. Метод конечных элементов в геомеханике. Недра, М.

23. Шашкин, А.Г., 2011. Вязко-упруго-пластическая модель поведения глинистого грунта. Развитие городов и геотехническое строительство, № 2, с. 32.

24. Zienkiewicz, О.С., 1971. The finite element method in Engineering Science. Me Graw-Hill, London.

25. Bing Maps. URL: https://www.bing.com/maps/ (Дата обращения: 01.12.17).


Дополнительные файлы

Для цитирования: Пайшанбиев С.А., Калинин Э.В., Бершов А.В. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВЫХ МАССИВОВ В ДВУХМЕРНОЙ И ТРЕХМЕРНОЙ ПОСТАНОВКАХ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ MIDAS GTS NX. Инженерная геология. 2018;13(1-2):54-71. https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-1-2-54-71

For citation: Paishanbiev S.A., Kalinin E.V., Bershov A.V. COMPARISON STUDY OF DISPERSE SOIL MASSIF STRESS STATE FEM ANALYSIS AT 2D AND 3D IN MIDAS GTS NX SOFTWARE. Engineering Geology World. 2018;13(1-2):54-71. (In Russ.) https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-1-2-54-71

Просмотров: 139

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-5056 (Print)
ISSN 2587-8247 (Online)