Введение к работе
Актуальность проблемы. Надежное обеспеченно страны продовольствием л электроэнергией связано с научно-техническим прогрессом п водохозяйственном строительстве, а, следовательно, и с совершенствованном г.іетодов расчета и конструкций большого числа водохозяйственных сооружений, в состав которых входят подзешшо трубчатые сооружешш одиночной и шюгошіточной укладіш, являющиеся массовыми в гидротехническом и мелиоративном строительстве.
большинство сооружений на оросительных и осушительных сетях: регуляторы, дюкеры, переезды, водовнпуски, ливиоспусгаї и т.д. -трубчатого тина. В гидротехническом строительство при сооружении деривационных и турбинных водоводов применяют трубы больших диаметров. І'ольшое распространение получили труби при сооружении подводящих и напорных трубопроводов мелиоративгак насосных станций. ^Значительное число таких сооружении возводится в районах с повышенной сейсмичностью.
Существующие расчеты одиночно уложенных подземных труб при-I меняются проектными организациями и для расчета труб, уложенных в
ряд в несколько ниток, без учета их пространственной работы. Это связано с тем, что вопрос о статической и динамической работе подземных труб шюгошіточной укладки пока не изучен.
возможность учета многониточности укладки, пространственной работы труб и влияния многообразных факторов, встречающихся в проектной практике, обеспечивает эксплуатационную надежность и экономичность конструкций труб, что является решенном важной народнохозяйственной проблемы и новым достижением в области научно-обоснованного расчета и проектирования водохозяйственных сооружений гидротехнического и мелиоративного строительства, в ускорении паучно-тохнпчоского прогресса в этой отрасли.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Госкомитета СМ СССР по науке и техник Цель паботн. Разработать на основе теоретических и экспери ментальних исслодовашііі практические рекомендации по статической и динамическому /сейсмическому/ расчету и проектированию подземных круглых труб многониточной укладки. Из поставленной цели вытекают следуйте задачи исследований:
-
Разработка и обоснование методов расчета и создшше па их основе программ для ЭВМ, учитывающих условия'укладки одиночны и многоішто'чішх труб в грунте, вид и параметры сейсмического воз действия.
-
Проведение параметрического анализа зависимости распределения статического и сейсмического напряженного состояния /ПС/ грунта и труб одиночной и многониточной укладки от различных шак торов, встречающихся в проектной практике. Создшше на его осное формул для инженерного расчета.
-
Проведение экспериментальных исследований и сопоставление полученных данных с результатами расчетов.
Цаучная новизна. На основе проведенных автором исследовали получены следующие основные научные результаты, обладающие новиз нон:
получено аналитическое решение трехмерной упруго-пластической задачи о статическом давлении грунта насыпи на одиночную трубу;
получено решение плоской и антиплоской динамических зада о стационарной и нестационарной дифракции сейсмических волн на многоннточных подземных трубах. Решена задача на собственные знє чения .для определения резонансных частот двухниточішх труб;
разработаны методики численного расчета по определению
этического и динамического наїгояженно-дефоршрованного состояішя Q.C/ грунта, одиночных и многониточшх труб, учитывающие различ-э факторы, встречающиеся в ігооектноіі практике. Составлены прог-лмы расчета на ЭВ1.1;
проведенії трехмерный статичесішіі и плоский и антиплоский їгоакциошшй расчеты одиночных и многониточных труб, в тоїл числе яа воздействие Спитакского землетрясения 1988 г.;
проведен параметрический анализ НС грунта, круглых одиноч-к и многониточных железобетонных и асбестоцементных труб от раз-таых факторов, встречающихся в проектной практике;
проведены экспериментальные исследования труб одиночной и эгониточной укладки в насыпи.
Практическая ценность работы заключается в разработке мето-в расчета, которые даот возможность достаточно надежно и обосно-нно определять НС грунта и круглых труб одиночной и многониточ-:і укладки. Полученные на их основе программы для ЭВМ просты з зплуатации і: учитывает разнообразные факторы, встречающиеся в эектной практике. Проведенный параметрический анализ позволяет эектировщпкам выбирать оптимальные параметры укладки многониточ-х и одиночных труб.
Полученные формулы для инженерного расчета позволяют у читать і.шогониточность укладки труб и удобны для использования в рматпвных документа::. Полученный экспериментальный материал поэ-пяет аггооо'прозать как предложенный, таї; и возможные некоторые пущие методы расчета подземных труб.
Аналитические решения плоской и ггоостранстзенной задач для нночной і: двухшіточішх труб могут быть применены, как при выо'о-теорпи расчета для того или иного вида грунта, так и при тес-ровании програм:: по расчету подземных труб.
Полученные автором результаты исследование легли в основ; практически:: тзекомеццацпй по гасчету круглых подзеї.пшх труб ми гоїшточно:': укладки. Эти рекомендации вместе с программами для ЭВМ переданы в институт Союзгипроводхоз в 1986 г. и пспользова при вариантном проектировании :::елезобетонных труб, используемы, водохозяйственном строительстве.
В 1990 г. формулы и метод инженерного расчета многоішточ /многоочковых/ подземных іфугльк водопропускних труб впервые в сены в общесоюзные нормы "Изменения к СНпП 2.05.03-84 Мосты и бы" и теперь являются обязательными для использования во всех раслях народного хозяйства СССР.
Апробация -работы. Основные положения диссертационной раб> докладывались на девяти научно-технических конференциях ІЛГМІ1 в І984-І99І г.г., на четырех научных семинарах "Строительная мех ника конструкций" под рук. проф. Новичкова Ю.Н. в 1984-1990 г.: на трех научных семинарах кафедры математического ыоделированп физико-механических систем МИЭ'Ла под рук. проф. Трояновского И в 1984-1988 г.г., на научном семинаре кафедры "Сопротивление м риалов" МАИ под рук. проф. Горшкова А.Г. з 1990 г., на научном минаре кафедры "Сопротивление материалов" МАГМ под рук. проф. лова А.Н. в 1990 г., на заседаниях кафедр гидротехнических соо ;хений и инженерных конструкций МГМИ в І983-І99І г.г.
Научные разработки по теме диссертации экспонировались н ЗДНХ СССР и удостоены серебряной медалью. Полученные формулы и тод инженерного расчета многониточних труб используются в дипл ном проектировании и УИРС.
Достоверность проведенных исследований определяется науч обоснованными постановками задач и соответствием результатов р чета экспериментальным данным. Теоретические и экспериментальн
следования, обработка и анализ полученных результатов выполнены ітотюм самостоятельно.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 26 печатных ібот, которые достаточно полно отражают содержание диссертации. іє опубликованные в соавторстве работы выполнялись при непосред-'венном участии автора.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из ієдєшія, четырех глав, выводов, библиографии /284 наименования, і на иностранных языках/ и содержит 308 страниц машинописного ікста, включая 96 рисунков.