Аналітичне моделювання

Аналітичне моделювання

Детерміноване цифрове моделювання здійснюється на базі ЕОМ-моделей, що використовують спеціальні програми, або на малих структурних аналогових машинах настільного типу (ABM МН-7М, МН-10М). З допомогою аналогічних моделей можна досліджувати вплив геометричних величин параметрів (пряма задача) і міцності (зворотна задача) на стійкість однорідного укосу в умовах плоскої задачі.

Метод кінцевих елементів (МКЕ) застосовується для моделювання напруженого стану схилів складної геологічної будови. Він дозволяє отримувати наближені розв'язки рівнянь теорії пружності, що досягається заміною суцільного середовища дискретним аналогом, що складається з кінцевого числа окремих елементів, впритул прилягають один до одного і шарнірно скріплених у вершинах цих елементів. Форма і розміри об'єкта підпорядковуються в моделі строгому геометричному подобою або обмежуються на деякій відстані від місця прикладання навантажень, де значеннями напруг і переміщень, що виникають від цих навантажень, можна знехтувати. Форма елементів може бути різною, вона залежить від форми розглянутої області або її ділянок. Для плоскої задачі найбільш прості рішення виходять при трикутної або прямокутної форми елементів.

Метод висуває високі вимоги до якості розробки вихідної схеми, правильності вибору граничних умов та обліку найважливіших факторів напруженого стану. З його допомогою можна швидко отримати серії рішень для уточнення впливу окремих деталей вихідної розрахункової схеми на напружений стан. Метод використовується лише для задачі лінійної теорії пружності, але в найближчій перспективі його вдосконалення пов'язано з переходом до нелінійної теорії пружності і пластичності.

У зв'язку з відсутністю суворих математичних описів для багатофакторних процесів геодинаміки для практичних цілей зазвичай застосовується моделювання, що використовує добре розроблений апарат теорії ймовірностей і математичної статистики.

Стохастичні моделі.

Статистичні моделі засновані на емпіричних даних і містять, крім змінних величин і констант, одну або кілька випадкових величин різної природи, що відображають випадкові характеристики властивостей масиву порід, його зміни у часі, похибки вимірювань і т. д.

В принципі будь-яка детермінована модель стає ймовірнісною, якщо в неї вводиться випадкова компонента, обумовлена не передбачуваною точно функцією багатьох змінних.

Статистичні моделі описуються рівняннями парної і множинної кореляції, дисперсійного аналізу та включають фіксовані однофакторні або двофакторні моделі та моделі з одним або кількома рівнями мінливості і випадковими величинами.

Стохастичні моделі враховують випадкові компоненти, що змінюються в залежності від якого-небудь невипадкового параметра (наприклад, часу). Апроксимація зсувного процесу цими моделями заснована на кінематичних рівняннях, в які в якості структурних параметрів входять оползнеформирующие фактори. Наприклад, на базі стохастичного моделювання розглянуто зародження та розвиток зсувів в'язкопластичного типу. В результаті комплексного експериментально-теоретичного дослідження встановлено ряд кількісних залежностей, що відображають кінематику і динаміку потоку. Отримані рівняння швидкості руху зсуву потоку в зв'язку із змінами вологості по глибині смещающегося шару, що враховують вплив дна і бортів зсуву.

Використання множинної кореляції для виявлення залежностей параметрів схилів від оползнеформирующих факторів присвячена робота Т. Джонса, Д. Эмбоди і Ст. Петерсона. У ній, за даними багаторічного вивчення схилів водосховища Франкліна Рузвельта (США), описана залежність відношення висоти Н і закладення До схилів у флювіогляціальних відкладах від відносної висоти затоплювані частини схил, логарифму і квадрата кута схилу до зсуву, ступеня обводненості і характеру складають схил порід.

Електричне моделювання.

Аналіз розподілів є кількісної базою прогнозного геодинамічного картування по методу зсувного потенціалу, розробленого під ВСЕГИНГЕО, заснованого на комплексній ймовірнісної оцінки впливу на стійкість досліджуваної території природних і техногенних факторів. Аналіз полів вимірів процессообразующих факторів, представлених у часовій послідовності, дозволяє виявити, крім можливої в ряді випадків інверсії законів розподілу, циклічний характер і спрямованість процесів геодинаміки. Метод відрізняється простотою і наочністю. Перспективно поєднання його з факторним аналізом за методом відповідностей і головних складових.

Електричне моделювання засноване на подобі електричного та гравітаційного полів. Електричні моделі відрізняються високою технологічністю, що дозволяє оперативно змінювати граничні умови моделі та економічністю. З їх допомогою вирішуються лінійні і нелінійні задачі теорії пружності і пластичності. Моделювання виконується на аналогових установках (ЭГДА, БУСЭ, ЗИНП, МН та ін), які дають можливість вирішувати диференціальні рівняння процесів, що протікають однотипно в системі «гірські породи» і при русі електроструму в суцільних плоских провідниках. Відомі два методи аналогового електромоделірованія - суцільні і сіткові моделі. Вдосконаленим варіантом першого є метод ЭГА, розроблений В. П. Зелінським на базі теорії геодинамічного поля.

Метод ЭГДА дозволяє розглядати задачі плосконапряженного стану з винесенням об'ємних сил на контур схилу (теорема Остроградського-Гауса). Останнє досягається завданням граничних умов на моделі за методами негативних або компенсованих навантажень. В результаті граничні умови рівняння рівноваги, що описують плосконапряженное стан порід для лінійно-деформівного середовища.

Силові лінії поля.

Геодинамическое поле виникає в масивах порід при наявності градієнта ваги. Поле описується системою изопотенциальних і силових ліній, які деформуються як на границі шарів порід з різкими відмінностями властивостей, так і у поверхонь схилів і укосів. Силові лінії поля - це лінія напруженості, дотичні до яких визначають напрямок вектора F.

Лінії ортогональны, і геодинамическая сітка представляється у вигляді стрічок напруженості і відсіків, для яких у односвязном геоди-намічному поле справедливо умова конформності. В розрахунках беруться до уваги силові лінії, уздовж яких при зміні діючих сил або міцності порід може відбутися порушення стійкості, тобто при моделюванні виникнуть лінії струмів. У допредельном стані вони описуються рівнянням і представляють ізолінії стійкості.

На межі розділу шарів з модулями деформації, що відрізняються в 5 і більш раз, изопотенциальные і силові лінії зазнають заломлення за законом.

У стаціонарному геоди-намічному полі при вході у середовище з меншим модулем пружності в межах слабкого шару відбувається згущення силових ліній при розрядці изопотенциалей. Закон заломлення, підтверджений на великому числі моделей, дозволяє вирішувати задачі про напружений стан масивів порід зсувних схилів складної будови, приведених до кусково-однорідної схемою: в межах кожного шару величини отримують експериментальним шляхом, а на межах шарів - розрахунковим. Поділ величини на окремі напруги здійснюється за формулами.

Методи ЭГДА і ЭГА використані В. П. Зелінським при вивченні схилах крутістю від 30 до 90°, неоднорідної будови з діапазоном модулів деформації шарів від 2 до 200. Зменшення крутизни укосів при загальному зниженні значень вертикальних напруг веде до зниження розтягуючих і дотичних напружень у твердому шарі і горизонтальних стискаючих - у слабкому. Жорсткий шар виконує роль екрану для всіх видів напруг, концентруючи їх і ломлячи ізолінії. В укосах зі слабким шаром розподілення вертикальних напружень близько до геостатическому.

Використання сіткових інтеграторів.

Результати використані при розробці заходів по захисту р. Одеси від зсувів.

Теоретичною основою методу сіткових электроинтеграторов є аналогія закону Кірхгофа рівняння Лапласа.

Використання сіткових інтеграторів (БО ССЭ-70 і ін) дозволяє подолати труднощі, що виникають в ряді випадків при рішенні методом ЭГДА задач про розподіл напружень в масивах гірських порід і пов'язані з підбором провідного середовища або з завданням на контурі безперервних значень граничних умов. На решітчастій інтеграторі потенціали задаються в дискретних вузлових точках провідної системи опорів, підібраних відповідно геометричній структурі пружної сітки.

Методом сіток принципово можливе одночасне розв'язання змішаної задачі, тобто спільне рішення на спарених сітках рівнянь Лапласа та Пуассона, а також постановка об'ємних завдань. Універсальність методу обумовлена його технічними можливостями використання різноманітних схем рішень (балансової, схеми чисельного рішення рівнянь і т. д.). Однак задовільні результати виходять лише для завдань, що допускають нестроге геометричне подобу об'єкта і моделі, оскільки використовувані в ньому відповідності блоків об'єкта і вузлів моделей компенсують геометричне подобу лише частково.

Для современного строительства характерны три тенденции: возведение зданий и сооружений в неблагоприятных инженерно-геологических условиях; создание крупных и тяжелых зданий и сооружений; широкая индустриализация и высокие темпы строительства. Все это усложняет проектирование и предъявляет повышенные требования к качеству материалов инженерных изысканий, необходимых для рационального проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Естественно, что проведение качественных инженерных изысканий требует понимания основ методов расчета осадок зданий и сооружений, оценок прочности оснований и устойчивости откосов.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)