Comparative analysis of calculation models of soil behavior on the example of the tray experiment`s modeling = Порівняльний аналіз розрахункових моделей поведінки ґрунту на прикладі моделювання лоткового експерименту

Abstract

Graphs of settlements of stamp experiment in the modeling of the tray experiment with variable reinforcement parameters to determine the effect of reinforcement with vertical soil-cement elements (SCE) of weak clay bases of strip foundations of buildings are shown. The simulation results of the experiment using the Mohr-Coulomb ideal elastoplastic model of soil be-havior and the Hardening soil model isotropic compaction model of soil behavior by the finite element method for estimating the stress-strain state of the "soil-cement base – rigid strip stamp" system when using different models of the SCE assignment are presented. A comparison of the methods of modeling the stress-strain state with the capabilities of the Plaxis 3D software package is carried out. The most optimal models of soil behavior for the simulation of SCE under existing soil conditions have been determined

Наведено графіки залежності «тиск на основу – осідання жорсткого стрічкового штампу» за результатами математич-ного моделювання та лоткового експерименту при варіативних параметрах армування глинистої основи для визна-чення впливу армування вертикальними ґрунтоцементними елементами (ҐЦЕ) слабких глинистих ґрунтів в основі стрічкових фундаментів будівель і споруд. Порівняно результати моделювання лоткових випробувань з використан-ням двох раніше вже апробованих моделей поведінки грунту: ідеальної пружно-пластичної моделі Мора-Кулона та моделі ізотропного ущільнення (зміцнення) Hardening soil model, - методом скінченних елементів (МСЕ) у просторовій (3D) постановці для оцінювання напружено-деформованого стану (НДС) системи «грунтовий масив – ґрунтоцементна основа – жорсткий стрічковий штамп» при використанні різних моделей імітації ҐЦЕ, зокрема, об'ємними грунтовими елементами за моделлю поведінки linear elastic та пальовими елементами, так званими embedded beam. Оцінено різні способи моделювання ҐЦЕ відповідно до можливостей програмного комплексу (ПК) Plaxis 3D Foundation. Визначено найоптимальніші моделі поведінки ґрунту для моделювання роботи ҐЦЕ за умов слабких глинистих ґрунтів. При цьому в якості вихідних параметрів використано наступні характеристики грнту: щільність; модуль деформації; кут внутрішнього тертя; питоме зчеплення; коефіцієнт Пуасона. Доведено коректність результатів ПК Plaxis 3D при за-стосуванні пружно-пластичної моделі Мора-Кулона та моделі ізотропного ущільнення для аналізу деформованого стану системи «грунтовий масив – ґрунтоцементна основа – жорсткий стрічковий штамп». Рекомендовано для пода-льшого практичного використання в геотехічній практиці модель Hardening soil model, як більш коректну в лінійній стадії роботи ґрунту, а для моделювання ҐЦЕ використовувати об’ємні елементи, як більш достовірні. Підтверджено ефективність методу армування основ вертикальними ҐЦЕ для поліпшення основ, складених з ґрунтів з низьким мо-дулем деформації