А ННОТА Ц И Я Введение. Энергетические и гидротехнические бетонные сооружения, мостовые конструкции, фундаменты зданий возводятся бетонными блоками. Бетонирование таких массивных сооружений сопровождается явлением экзотермического разогрева конструкции, вызванного процессом гидратации цемента. Выделяемое в таких массивных блоках тепло при естественных условиях весьма медленно отводится из конструкции. Достаточно часто между центральной частью массива и его поверхностью возникает значительный температурный перепад. В случае достижения критической величины температурного перепада возникают температурные трещины, нарушающие монолитность конструкции. Для предварительной оценки возможности трещинообразования и выработки мер по его исключению необходимо решение температурной задачи и задачи по определению термонапряженного состояния. Эта проблема достаточно давно находится в центре внимания специалистов и ей посвящено много исследований. Разработано и используется большое количество методов решения этих задач. Однако ввиду большой трудоемкости решаемой задачи, вызванной множеством действующих факторов и условий, сложностью конструкций и повышением требований по безопасности сооружений, задача по определению температурного режима и термонапряженного состояния возводимого бетонного массива и сегодня является весьма актуальной. В данной работе представлены некоторые результаты исследований в этом направлении, выполненные на основе метода конечных элементов. Материалы и методы. Исследование выполнено на основе метода конечных элементов с использованием программного комплекса Ansys. Рассматривается возводимый бетонный блок, для которого последовательно решается нестационарная температурная задача и определяются возникающие температурные напряжения. Изучены варианты укладки блока при разных внешних температурных воздействиях. Результаты. Для рассмотренного бетонного массива получено распределение температуры и температурных напряжений в течение времени с момента его укладки до набора достаточной прочности конструкции (примерно 30 суток). Исходя из критериев, дается оценка возможного возникновения температурных трещин. Выводы. На основе численного решения задач по определению температурного режима и термонапряженного состояния бетонного блока с использованием программного комплекса Ansys получена подробная картина пространственного нестационарного состояния конструктивного элемента-бетонного блока, как составляющей части массивного сооружения.

The formulation and solution for the problem of interaction of a single barrette with the surrounding inhomogeneous massif are considered, taking into account the elastic property and elastic-viscous hereditary creep of soils on the basis of mathematical functions and models of the soil environment. In this case, determining the stress-strain state (SSS) of a single barrette with surrounding and underlying soil is complexity. It is shown that when the elastic-viscous hereditary creep of soils is available, there is a redistribution of effort on the barrette between the side surface and the lower end of the barrette in time. Resulting solution can be used to predict the sediment of a single barrette, as well as to determine the limit of the long-term load capacity of a single barrette.

Nowadays the prediction of the settlement of shallow foundation is almost carried out by using the result of the oedometer test, in which the lateral expansion of soil mass is excluded. Geotechnical engineering software, such as Plaxis, Geostudio, Flac, Midas-GTS-NX, etc, are capable of solving most geotechnical problems, taking into account the lateral expansion of soil mass. The comparison between the result procured when using the classically analytical method and the result obtained with the help of the geotechnical engineering software show us an enormous divergence. It can be explained by the difference in approaches of solving the question between numerical method and analytical method, in which the effect of lateral expansion of soil mass is neglected. Therefore, the authors suggest a method to improve the prediction of settlement basing on the studies of Russian scientists in the 1960s, taking into account the effect of lateral expansion of soil mass below the shallow foundation. The result of the article can be considered to predict the long-term, short-term settlement as well as the settlement at any moment of soil consolidation with the acceptable difference when comparing with the results given from the nowaday geotechnical engineering software.

The article presents the formulation and solution to the problem: A barrette has interaction with the surrounding and underlying soils, taking into account their linear and rheological properties, under the influence of the force applied to the barrette head - which would be solved with the analytical method. As a computational geomechanical model, a soil column with limited dimensions of rectangular cross-section containing a barrette is considered. It was shown that the distribution of the force applied to the barrette is distributed between its side surfaces and its toe significantly not only depends on the ratio of the stiffness of the surrounding and underlying soils(G1/G3; G2/G3), but also the geometric parameters of the barrette and the soil column. According to the value of the force applied to the barrette head, the stress-strain state of the “barrette-surrounding and underlying soils” system, including settlement and barrette’s bearing capacity, is distributed between the side surfaces of the barrette and its toe. The papers result servers as a basic to calculate the barrette’s bearing capacity and to prognose stress field and deformation of the ground surrounding the barrette and under its toe in time.