Програма за решаване на равнинната задача на консолидацията на непълно водонаситена глинеста почва

1. Михова Л. А. Изследване на двумерна консолидация на свързани почви по метода на крайните елементи. Дисертация за присъждане на научната степен “Кандидат на техническите науки”, ВИАС, 1993.

Трудът е част от дисертацията.

Трудът е част от дисертацията.

Трудът е част от дисертацията.

Трудът е част от дисертацията.

Диференциалното уравнение на функцията на порния натиск при равнинната задача на консолидацията на почви е решено по метода на крайните разлики. Отчетено е непълното водонасищане на почвата. Анализирани са решенията при различни гранични условия, характеристики на почвени масиви и натоварване. Направена е оценка на точността на решението.

Пълното диференциално уравнение на двумерната консолидация, включващо реологични свойства на почвата, деформируемост на порната течност и изменение на сумата от главните нормални напрежения във времето, е решено по метода на Ритц-Гальоркин с точно удовлетворяване на граничните и приближено удовлетворяване на началните условия. Разработена е компютърна програма [28] за реализиране на алгоритъма, като е използван методът на Рунге-Кута за числено решение на диференциалното уравнение. Анализирано е влиянието върху решението на следните фактори: физико-механични характеристики на почвата, скорост на нарастване на натоварването, геометрията на почнения масив, наличието на дренажи.

Съставен е алгоритъм за получаване на пълните и ефективните напрежения, порния натиск и деформациите в почвата по време и в края на строителството на съоръженията. Постепенността на изграждане на съоръженията се имитира чрез разделяне на строителния период на интервали в рамките на които се изгражда височина . За целта се използва методът на крайните елементи (МКЕ). Началното състояние за всеки интервал се определя от предпоставката за недренирано поведение на почвения масив, а по време на - от дренирано. Общото решение за съоръжението се получава чрез суперпозиция.

Направен е сравнителен анализ на консолидацията на почва при два нелинейни физични модели : асоциативен идеален еласто-пластичен модел с критерий на Мор-Кулон (голяма дилатансия); неасоциативен идеален еласто-пластичен модел с критерий на Мор-Кулон (отсъствие на дилатансия). Експериментално е установено, че реалната дилатансия на почвата е в диапазона между тези два случая. Изследвано е още влиянието върху решенията на различни физико-механични параметри на почвата.

Направено е детайлно описание на един от най-популярните и широко използвани физични модели на нелинейна еластичност за почви, базиран на триосови опити. Изяснени са същността на модела, физическият смисъл на необходимите почвени параметри, контролът на точността, методът за приложението му. С данни за реални почва е демонстрирано определянето на всички параметри на модела.

Моделът Сam-Clay е фундаментален физичен модел в геомеханиката, който се явява основополагащ по отношение на съвременното развитие на конститутивните закони за геотехнически материали. Анализирани са всички налични източници във връзка с модела и е направено синтезирано описание на експерименталните предпоставки на модела, неговото геометрично и математическо представяне, варианти и модификации, необходими параметри на почвата и начини за тяхното определяне.

Представени и анализирани са най-популярните и утвърдени еласто-пластични конститутивни модели за почви. Приведени са основните принципи и уравнения на класическите модели, базирани на теорията за идеална еласто-пластична работа на материала и “Сар” – моделите на деформационно уякчаващ се материал с пластичност, зависеща от развитието както на напреженията, така и на деформациите. Показан е метод за числена реализация на моделите, удобен за МКЕ. С помощта на числени примери са направени сравнителени анализи на моделите и оценка на възможностите за приложението им.

Определя се изменението на напрегнатото и деформирано състояние на насипи в строителния период. Постепенността на изграждане се имитира чрез натрупване на хоризонтални пластове, което се реализира с многостъпково решение по МКЕ. Отчита се физическата нелинейност на почвата по модела на Duncan&Chang.

Техниката на редукция на якостните параметри в критерия на Мор-Кулон в съчетание с развитието на картината на срязващите деформации в почвения масив при откосни съоръжения се използва за трасиране на най-неблагоприятната повърхнина на разрушение. Отчитат се постепенността на изграждане на съоръженията и нелинейното поведение на почвата с помощта на МКЕ.

16. Ivanov I., L. Mihova. Study of Soil Deformations Caused by the Discharge of Grundwater in Case of Different Geological Structure. Proc. Of the VIII European Conf. on Soil Mech. and Geotechnical Eng., Vol. 2, Prague, 2003.

Моделирано е деформационното поведение на почвен масив около единичен сондаж в безнапорен водоносен пласт с отчитане на развитието на депресионната линия и изменението на слегваемия пласт във времето.

В [15] е направена съпоставка на 3-D решение на ососиметричната задача с отчитане на физическата нелинейност на почвата и приблизително 1-D решение за вертикала на разстояние от сондажа. В [16] е получена корелационна връзка между функциите на слягане и на водопонижение във времето. Изследвано е и влиянието на дебелината и местоположението на слабо деформируем пласт върху деформациите в почвения масив. Направени са изводи по отношение на дългосрочно прогнозиране на сляганията в почвения масив.

Изследвани са решенията за фундаментна плоча върху Винклерова основа при следните два модела по крайни елементи: с плочови (равнинни) елементи по теорията на тънките плочи; обемни (3D) елементи. Установено е влиянието на гъстотата на мрежата и апроксимацията на натоварване от колони и шайби в решението по МКЕ. Определена е валидността на двата модела в зависимост от геометрията на плочата.

Извършен е сравнителен анализ на 5 бр. изчислителни модели по МКЕ на системата “фундамент-земна основа” при случай на геометрически сложна обща фундаментна конструкция на сграда. За фундаментната конструкция са използвани линейни, плочови и обемни крайни елементи, а за земната основа – пружини по теорията на Винклер и обемни крайни елементи по теорията на линейно деформируема среда.

20. Михов Я. Михова Л. Динамично изследване на кръгла фундаментна плоча с отчитане на технологична температура. Сборник доклади на Научна конференция с международно участие ВСУ’2002 на ВСУ “Л.Каравелов”, 2002.

Направено е статическо и динамично решение на кръгла СтБ плоча, явяваща се фундамент на двукамерен метален цилиндър с температурни технологични процеси. Определена е промяната на физико-механичните характеристики на материалите на съоръжението и на земната основа от температурното въздействие. Изследвано е влиянието на температурата върху напрегнатото и деформирано състояние на фундаментната плоча и земната реакция в основна [19] и особена [20] комбинации на натоварване на съоръжението.
21. Михова Л. Влияние на коравината на обща фундаментна плоча при пространствено изследване на конструкции в сеизмични райони. Сборник доклади на Юбилейна научна конференция “60 години УАСГ”, Том 6, 2002.

Върху три типа конструкции по отношение на разпределението на тяхната коравина е изследвано влиянието на наличността на обща фундаментна плоча върху реакцията им от сеизмично натоварване. Направен е сравнителен анализ между решението при цялостни 3-D модели по крайни елементи на системата “връхна конструкция – фундаментна плоча” и традиционни решения чрез разчленяване на общата конструкция на отделни елементи.

При земетръсно натоварване на скелетни СтБ сгради с различна етажност е изследвано влиянието на наличието на кутиеобразна фундаментна конструкция, оформена от обща фундаментна плоча, оребрени плочи на подземни етажи, периферни стени, и колони, шайби и стени във вътрешността. Изследването е проведено на база пространствени модели по крайни елементи на сградите и дава информация за неточността в оразмерителните усилия на носещите елементи на сградата при приемането на опростени модели за решения от сеизмично въздействие.

За определяне на деформациите (слягане, завъртане) на обща фундаментна конструкция на 28 етажна сграда са приложени следните два модела на решение: модел на променлив коефициент на коравина на земната основа; пространствен модел по крайни елементи на системата “връхна конструкция – земна основа”. Така, базирайки се на общите норми и правила за определяне на деформациите на фундамента, се отчитат особеностите, които се явяват при широкоплощни фундаменти на високи сгради: нееднородности в геоложкия строеж в план на земната основа; нелинейно разпределение на земната реакция; допълнително завъртане от наклоняване на сградата като цяло.

24. Михова Л., Д. Лолов. Поведение на конструкция пилонен тип при условията на нос Синеморец. Сборник доклади на Международна научна конференция “50 години Лесотехнически университет”, Секция “Фундаментални науки”, 2003.

25. Михова Л. Конструктивни и изчислителни модели за фундамента на пилон. Сборник доклади на Международна научна конференция “50 години Лесотехнически университет”, Секция “Фундаментални науки”, 2003.

За конструкция пилонен тип с височина 38 m и напречно сечение 1.8 m е определена пълната реакция от ветрово въздействие (статическо натоварване, динамично пулсационно натоварване, резонансни трептения)[24]. Тя участва в меродавна комбинация на натоварване за оразмеряване на фундамента на съоръжението, която се характеризира голяма стойност на огъващ момент при малка вертикална сила. В [25] са съставени и решени пространствени модели по крайни елементи на два типа фундаментни конструкции. Приети са с оглед на съображения за осигуряване на допълнителна натискова сила, недопускане на “отлепване” на основната плоскост, съгласуваност с архитектурния проект.

Изчислителен модел, включващ пружинни опори по теорията на Винклер, дава адекватна картина на напрегнатото и деформирано състояние на конструкцията на кръгла плоча, свободно подпряна или запъната по контура, която “ляга” върху надлъжни греди без да има корава връзка между тях.

На базата на пространствен модел по МКЕ е изследвана конструкцията на 28-етажна сграда от действието на вертикален товар и вятър с отчитане на статична и динамична компонента. Направен е анализ на решенията с и без отчитане на деформираната схема на конструкцията за носимоспособност и устойчивост на сградата, деформации на фундамента, максимални отклонения и ускорения при върха на сградата.