DETERMINATION OF THE BEARING CAPACITY OF HORIZONTALLY REINFORCED SAND BASES UNDER CYCLIC IMPACTS

Abstract

Проведено моделирование взаимодействия круглого жесткого штампа с армированной упругопластической средой, описываемой физическими соотношениями закона Гука (на допредельной стадии деформирования) и условием текучести Мизеса-Шлейхера-Боткина, путем использования решения смешанной задачи теорий упругости и пластичности на математической основе МКЭ. Выполнена конечно-элементная формализация расчетных областей, назначены параметры упругопластической армированной области при действии статических повторно-переменных и циклических нагрузок. Использована трехмерная конечно-элементная модель изотропного упрочнения для разработки метода расчета армированного основания. Предложен алгоритм и разработана методика расчета несущей способности армированных оснований при передаче циклических нагрузок. Для проверки регрессионной модели результаты расчета сравнивались с экспериментальными результатами и результатами численного моделирования, полученными с помощью программы PLAXIS 3D V20. Постановка задачи. Проведение экспериментальных и численных исследований армированных оснований с последующим выполнением многофакторного анализа и разработкой регрессионной модели для определения несущей способности основания при действии циклических и повторно переменных нагрузок. Результаты. Разработан метод расчета несущей способности армированных оснований, который корректно отражает поведение армированных песчаных грунтов при статических и циклических нагрузках. Выводы. Получена регрессионная модель для определения повышающего коэффициента за счет армирования для определения несущей способности основания при циклических и повторно-переменных нагрузках. Результаты работы могут быть использованы для дальнейшего совершенствования методов расчета несущей способности и прочности армированных оснований фундаментов машин периодического и циклического действия. The interaction of a round rigid plate with a reinforced elastic-plastic medium described by the physical relations of Hooke's law (at the pre-limit stage of deformation) and the Mises-Schleicher-Botkin flow condition is simulated by using the solution of a mixed problem of elasticity and plasticity theories on the mathematical basis of FEM. The finite element formalization of the calculated areas was performed, the parameters of the elastic-plastic reinforced area were assigned under the action of static re-variable and cyclic loads. A three-dimensional finite element model of isotropic hardening is used to develop a method for calculating the reinforced base. An algorithm is proposed and a method for calculating the load-bearing capacity of reinforced bases during the transmission of cyclic loads is developed. To test the regression model, the calculation results were compared with experimental results and numerical simulation results learned using the PLAXIS 3D V20 program. Problem statement. Conducting experimental and numerical studies of reinforced bases, followed by multivariate analysis and the development of a regression model to determine the bearing capacity of the base under the action of cyclic and repeatedly variable loads. Results. A method has been developed for calculating the load-bearing capacity of reinforced bases, which correctly reflects the behavior of reinforced sandy soils under static and cyclic loads. Conclusions. A regression model was obtained to determine the increasing coefficient due to reinforcement to determine the bearing capacity of the base under cyclic and repeatedly variable loads. The results of the work can be used for further improvement of methods for calculating the bearing capacity and strength of reinforced foundations of periodic and cyclic machines.