Numerical simulation of soil–foundation — structure interaction in conditions of underworked area

V. Zhuk, M. Kornienko

Abstract


Problem definition. Under worked areas is the most common type of difficult conditions of construction in Ukraine. Construction on under worked areas is allowed if special structural measure sare applied to ensure the normal exploitation of buildings. Ignoring constructive protect ive measures cause damages that are estimated in the millions.

Purpose. The problem of influence of artificial cavities on the stress–strain state of building and its soil base is considered in this work. The purpose of the researching was the qualitative and quantitative estimation of the influence on the strain–stress state of the frame structures from the artificial cavities in the soil base, including the case of their possible destruction

Analysis of recent research. For last years, with the development of multistoried construction, the scientist sand designers of Odessa began to study seriously the building properties of limestone sand their bearing ability. Prediction of deformations and the tilts of the building’s foundations is possible at the stage of their design by numerical simulation. The problem of base–foundation–structure model development, which takes into account the influence of negative and positive factors on the stress–strain state of the system elements, remains actual.

Results. The numerical modeling results confirm the fact that the stress–strain state of the soil base and the frame of the building significantly react to the impact of each element of the system: it sown stiffness of the building, the components and the foundation stiffness, the characteristics of the soil base, the presence of the underground natural or artificial cavities, etc.

Conclusion. This approach makes it possible to appreciate the character of the building in teracti on with the having cavities soilbase: to assess the impact of the building load on the underground structures; to assess the impact from cavities on the stress–strain state of the load–bearing elements of structure. Analysis of numerical simulation results showed that projected deformation of ceiling arch of cavities on the static loads does not exceed 6 mm, which in the conditions of uniform soil settlements is not critical. According to the results of the research by using the numerical simulation we can state that the existing catacombs near the pit of the apartment complex are at satisfactory condition and almost will not impact on its pile foundations work.


Keywords


non–uniform deformation; frame; numerical simulation; underground artificial cavities; underworld area

References


Andreev V. S. Matematicheskoe modelirovanie vnecentrenno nagruzhennyh fundamentov na sloistyh osnovanijah metodom konechnyh jelementov / V. S. Andreev, A L. Tjut'kin, T. A. Selihova // Nauka ta progres transportu. Vіsnik Dnіpropetrovs'kogo nacіonal'nogo unіversitetu zalіznichnogo transportu іmenі akademіka V. Lazarjana. — 2004. Vip. 4. — S. 183–187.

Hirnytstvo y pidzemni sporudy v Ukrayini ta Pol'shchi (narysy z istoriyi) // H. Hayko, V. Bilets'kyy, T. Mikos', Ya. Khmura. — Donets'k: UKTsentr, Donets'ke viddilennya NTSh, «Redaktsiya hirnychoyi entsyklopediyi», 2009. — 296 s.

DBN B.1.1–12:2014 Zakhyst vid nebezpechnykh heolohichnykh protsesiv, shkidlyvykh ekspluatatsiynykh vplyviv, vid pozhezhi. Budivnytstvo u seysmichnykh rayonakh Ukrayiny / Ministerstvo rehional'noho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo–komunal'noho hospodarstva Ukrayiny. — K., 2014. — 117 s.

DBN B.1.2–2:2006 Systema zabezpechennya nadiynosti ta bezpeky budivel'nykh ob"yektiv. Navantazhennya i vplyvy. Normy proektuvannya / Ministerstvo budivnytstva Ukrayiny. — K., 2006. — 75 s.

DBN B.2.1–10:2009 Ob"yekty budivnytstva ta promyslova produktsiya budivel'noho pryznachennya. Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennya proektuvannya / Minrehionbud Ukrayiny. — K., 2009. — 104 s.

Zhuk V. V. Realizatsiya metodyky doslidzhennya kharakteru vzayemodiyi karkasnykh budivel' z nerivnomirno prosidayuchoyu lesovoyu osnovoyu / V. V. Zhuk, M. V. Korniyenko // Osnovy i fundamenty: Mizhvidomchyy naukovo–tekhnichnyy zbirnyk — K. :KNUBA, 2013. — Vyp. 33 — S. 67–76.

Novs'kij A. V. Izvestnjak–rakushechnik. Issledovanie i ispol'zovanie v kachestve osnovanija fundamentov: [monografіja] / A. V. Novskij, V. A. Novskij, Ju. F. Tugaenko. — Odessa: Astroprint, 2014. — 92 s.

Chernyj G. I. Geotehnicheskie processy v slozhnyh gruntovyh uslovijah Ukrainy / G. I. Chernyj, V. G. Chernyj // Svіt geotehnіki: (dodatok do zbіrnika «Budіvel'nі konstrukcії», NDІBK). — 2000. — Vip. 53. — S. 4–9.

Eurocode 7: Geotechnical design — Part 2: Design assisted by laboratory testing. EN 1997–2:2000. European Committee for Standardization. — Brussels, 2000. — 196 p.


GOST Style Citations


Андреев В. С. Математическое моделирование внецентренно нагруженных фундаментов на слоистых основаниях методом конечных элементов / В. С. Андреев, А. Л. Тютькин, Т. А. Селихова // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. — 2004. Вип. 4. — С. 183–187.

 

Гірництво й підземні споруди в Україні та Польщі (нариси з історії) // Г. Гайко, В. Білецький, Т. Мікось, Я. Хмура. — Донецьк: УКЦентр, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2009. — 296 с.

 

ДБН B.1.1–12:2014 Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі. Будівництво у сейсмічних районах України / Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово–комунального господарства України. — К., 2014. — 117 с.

 

ДБН B.1.2–2:2006 Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об'єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування / Міністерство будівництва України. — К., 2006. — 75 с.

 

ДБН B.2.1–10:2009 Об'єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування / Мінрегіонбуд України. — К., 2009. — 104 с.

 

Жук В. В. Реалізація методики дослідження характеру взаємодії каркасних будівель з нерівномірно просідаючою лесовою основою / В. В. Жук, М. В. Корнієнко // Основи і фундаменти: Міжвідомчий науково–технічний збірник — К. :КНУБА, 2013. — Вип. 33 — С. 67–76.

 

Новський А. В. Известняк–ракушечник. Исследование и использование в качестве основания фундаментов: [монографія] / А. В. Новский, В. А. Новский, Ю. Ф. Тугаенко. — Одесса: Астропринт, 2014. — 92 с.

 

Черный Г. И. Геотехнические процессы в сложных грунтовых условиях Украины / Г. И. Черный, В. Г. Черный // Світ геотехніки: (додаток до збірника «Будівельні конструкції», НДІБК). — 2000. — Вип. 53. — С. 4–9.

 

Eurocode 7: Geotechnical design — Part 2: Design assisted by laboratory testing. EN 1997–2:2000. European Committee for Standardization. — Brussels, 2000. — 196 p.



Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Comments on this article

View all comments