http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11918 2022-03-20T06:25:47Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12376 Название: Підсилення фундаментів автомобільних мостів в контексті проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу Авторы: Тютькін, Олексій Леонідович; Остапенко, І. С. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Метою роботи є проведення аналізу існуючих вітчизняних та світових методів підсилення фундаментів автомобільних мостів з врахуванням впливу різних факторів та умов експлуатації зазначених об’єктів в контексті проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу. Методика. Висвітлено проблемні питання забезпечення безперебійного функціонування транспортних напрямків в сучасних умовах. Визначені комплексні заходи, спрямовані на відновлення експлуатації транспортної інфраструктури шляхом оперативного реагування на наявні та виникаючі загрози виведення з ладу транспортних напрямків внаслідок воєнних дій, диверсій, стихійних лих, техногенних аварій. Результати. Узагальнення сучасних світових та вітчизняних методів підсилення фундаментів мостів надало можливості дослідження найбільш ефективних, економічно вигідних та простих у технологічному виконанні конструкцій. Запропоновано чотири напрямки розвитку підсилення фундаментів: 1) збільшення площі обпирання фундаментів мілкого закладання на природних основах; 2) влаштування додаткових пальових фундаментів з об’єднанням їх в загальну конструкційну систему з існуючими фундаментами та спорудженням додаткових опор; 3) підсилення існуючих пальових фундаментів шляхом зміни несучої спроможності основ; 4) влаштування інших конструктивних елементів для забезпечення підсилення існуючих фундаментів мостів. Наукова новизна. Вона полягає в постановці задачі підсилення фундаментів автомобільних мостів в контексті проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу. Практична значимість. На основі результатів проведеного аналізу можна рекомендувати найбільш економічно обґрунтовані та швидко реалізовані методи підсилення фундаментів мостів для прийняття проєктних рішень при реалізації державних програм будівництва та розвитку транспортно-дорожнього комплексу України та в сучасній світовій практиці.; RU: Цель. Целью работы является проведение анализа существующих отечественных и мировых методов усиления фундаментов автомобильных мостов с учетом влияния различных факторов и условий эксплуатации указанных объектов в контексте проблемного состояния транспортно-дорожного комплекса. Методика. Освещены проблемные вопросы обеспечения бесперебойного функционирования транспортных направлений в современных условиях. Определены комплексные меры, направленные на восстановление эксплуатации транспортной инфраструктуры путем оперативного реагирования на имеющиеся и возникающие угрозы вывода из строя транспортных направлений в результате военных действий, диверсий, стихийных бедствий, техногенных аварий. Результаты. Обобщение современных мировых и отечественных методов усиления фундаментов мостов предоставило возможность исследования наиболее эффективных, экономически выгодных и простых в технологическом исполнении конструкций. Предложены четыре направления развития усиления фундаментов: 1) увеличение площади опирания фундаментов мелкого заложения на естественных основаниях; 2) устройство дополнительных свайных фундаментов с объединением их в общую конструкционную систему с существующими фундаментами и сооружением дополнительных опор; 3) усиление существующих свайных фундаментов путем изменения несущей способности оснований; 4) устройство других конструктивных элементов для обеспечения усиления существующих фундаментов мостов. Научная новизна. Она заключается в постановке задачи усиления фундаментов автомобильных мостов в контексте проблемного состояния транспортно-дорожного комплекса. Практическая значимость. На основе результатов проведенного анализа можно рекомендовать наиболее экономически обоснованные и быстро реализуемые методы усиления фундаментов мостов для принятия проектных решений при реализации государственных программ строительства и развития транспортно-дорожного комплекса Украины и в современной мировой практике.; EN: Purpose. The aim of the work is to analyze the existing domestic and foreign methods of strengthening the foundations of road bridges, taking into account the influence of various factors and operating conditions of these objects in the context of the problematic state of the transport and road complex. Methodology. The problematic issues of ensuring the smooth functioning of transport routes in modern conditions are highlighted. Complex measures aimed at restoring the operation of the transport infrastructure by promptly responding to existing and emerging threats of disabling transport routes as a result of military operations, sabotage, natural disasters, and manmade accidents have been identified. Findings. Generalization of modern foreign and domestic methods of strengthening the foundations of bridges made it possible to study the most effective, costeffective and simple in technological design structures. Four directions of development of strengthening of foundations are proposed: 1) increasing the support area of shallow foundations on natural bases; 2) installation of additional pile foundations with their integration into a common structural system with existing foundations and the construction of additional supports; 3) strengthening the existing pile foundations by changing the bearing capacity of the foundations; 4) constructing other structural elements to ensure the reinforcement of the existing foundations of bridges. Originality. It consists in setting the task of strengthening the foundations of road bridges in the context of the problematic state of the transport and road complex. Practical value. Based on the results of the analysis, it is possible to recommend the most economically justified and quickly implemented methods of strengthening the foundations of bridges for making design decisions in the implementation of state programs for the construction and development of the transport and road complex of Ukraine and in modern world practice. Описание: О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758; І. Остапенко: ORCID 0000-0003-2232-7138 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12374 Название: Залежності напружено-деформованого стану фундаментів та основ при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин Авторы: Петренко, Володимир Дмитрович; Харченко, Віталій Валерійович; Терещук, Р. М.; Петров, О. М. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Отримати залежності напружено-деформованого стану (НДС) фундаментів та основ при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин для подальшого аналізу впливу розташування елементів підсилення. Методика. Для визначення параметрів НДС і для отримання його залежностей в фундаментах та основах при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин обрано непідсилений випадок (Варіант 0) та три варіанти його підсилення (Варіант 1, Варіант 2 та Варіант 3). Підсилення виконано ґрунтоцементними палями довжиною 4 м діаметром 0,5 м, створеними на основі буроін’єкційної технології. Для чотирьох варі-антів розроблено відповідні скінченно-елементні моделі. Їх чисельний аналіз проводився із застосуванням професійного ліцензійного комплексу SCAD. Результати. Отримано ізолінії та ізополя переміщень в моделях. Похибка між аналітичним розрахунком та чисельним аналізом складає 3 %, що свідчить про адекват-ність розробленої моделі. Побудовано залежності НДС фундаментів та основ при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин, які свідчать, що варіантом, який максимально знижує рівень переміщень, є Варіант 1. Аналіз вертикальних переміщень доводить, що вони в центральній точці фундаменту зменшують-ся у 2,05 рази (Варіант 1), 1,87 рази (Варіант 2) та 1,59 рази (Варіант 3). Аналітичні закономірності напруже-ного стану показують стійке падіння горизонтальних напружень у 2,77 рази (Варіант 1), 1,80 рази (Варіант 2) та 1,09 рази (Варіант 3) та стійке зростання вертикальних напружень у 6,20 рази (Варіант 1), 4,06 рази (Варіант 2) та 1,38 рази (Варіант 3). Наукова новизна. Вона полягає в отриманні залежностей відновлення конструкцій фундаментів та основ на базі буроін’єкційних свердловин на основі чисельного аналізу НДС системи «фундамент–основа». Практична значимість. Полягає в обґрунтуванні зміни НДС при варіації розташування елементів відновлення, створених на основі буроін’єкційної технології.; RU: Цель. Получить зависимости напряженно-деформированного состояния (НДС) фундаментов и оснований при их восстановлении на основе буроинъекционных скважин для дальнейшего анализа влияния расположения элементов усиления. Методика. Для определения параметров НДС и для получения его зависимостей в фундаментах и основаниях при их восстановлении на основе буроинъекционных скважин выбран случай без усиления (вариант 0) и три варианта его усиления (Вариант 1, Вариант 2 и Вариант 3). Усиление выполнено грунтоцементными сваями длиной 4 м диаметром 0,5 м, созданными на основе буроинъекцион-ной технологии. Для четырех вариантов разработаны соответствующие конечно-элементные модели. Их численный анализ проводился с применением профессионального лицензионного комплекса SCAD. Результаты. Получены изолинии и изополя перемещений в моделях. Погрешность между аналитическим расчетом и численным анализом составляет 3 %, что свидетельствует об адекватности разработанной модели. Построенные зависимости НДС фундаментов и оснований при их восстановлении на основе буроинъекционных скважин свидетельствуют, что вариантом, который максимально снижает уровень перемещений, является Вариант 1. Анализ вертикальных перемещений доказывает, что они в центральной точке фундамента уменьшаются в 2,05 раза (вариант 1), 1,87 раза (вариант 2) и 1,59 раза (вариант 3). Аналитические закономерности напряженного состояния показывают устойчивое падение горизонтальных напряжений в 2,77 раза (вариант 1), 1,80 раза (вариант 2) и 1,09 раза (вариант 3) и устойчивый рост вертикальных напряжений в 6,20 раза (вариант 1), 4,06 раза (вариант 2) и 1,38 раза (вариант 3). Научная новизна. Она заключается в получении зависимостей восстановления конструкций фундаментов и оснований на базе буроинъекционных скважин на основе численного анализа НДС системы «фундамент–основание». Практическая значимость. Заключается в обосновании изменения НДС при вариации расположения элементов восстановления, созданных на основе буроинъекционной технологии.; EN: Purpose. To obtain the dependences of the stress-strain state (SSS) of foundations and bases during their resto-ration on the basis of grout-injected piles for further analysis of the influence of the location of reinforcement ele-ments. Methodology. To determine the SSS parameters and to obtain its dependencies in the foundations and bases during their restoration based on grout-injected piles, a case without reinforcement (option 0) and three options for its reinforcement (Option 1, Option 2 and Option 3) were selected. Reinforcement was carried out with 4 m long soil-cement piles with a diameter of 0.5 m, created on the basis of grout-injected pile technology. Corresponding finite element models have been developed for four options. Their numerical analysis was carried out using a pro-fessional licensed SCAD complex. Findings. Contours and isofields of displacements in the models are obtained. The error between analytical calculation and numerical analysis is 3%, which indicates the adequacy of the devel-oped model. The constructed dependences of the stress-strain state of foundations and bases during their restoration based on grout-injected piles indicate that the option that minimizes the level of displacements is Option 1. Analysis of vertical displacements proves that they decrease 2.05 times at the center point of the foundation (option 1), 1.87 times (option 2) and 1.59 times (option 3). Analytical patterns of the stress state show a steady drop in horizontal stresses by 2.77 times (option 1), 1.80 times (option 2) and 1.09 times (option 3) and a steady increase in vertical stresses by 6.20 times (option 1), 4.06 times (option 2) and 1.38 times (option 3). Originality. It lays in obtaining the dependencies of restoring the structures of foundations and bases based on grout-injected piles based on the nu-merical analysis of the stress-strain state of the “foundation-base” system. Practical value. It consists of the sub-stantiation of the change in the stress-strain state with a variation in the location of the restoration elements created on the basis of grout-injected piles technology. Описание: В. Петренко: ORCID 0000-0003-2201-3593; В. Харченко: ORCID 0000-0002-7653-3001 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11927 Название: Numerical Analysis of Reinforcement of Sections With Transitional Rigidity on Approaches to Railway Bridges Авторы: Marochka, Vitalii V.; Boboshko, Stepan H. Краткий осмотр (реферат): EN: Purpose. To analyze the mechanism of work of embankments, to model three-dimensional models and to compare methods of their reinforcement on transitional areas on approaches to railway bridges using the Lira software based on finite element method (FEM). To do comprehensive analysis of results and comparison of constructive performance of different reinforcement methods. Methodology. Numerical finite element modeling (FEM) had been performed to study the work of embankments in transition sections on approaches to railway bridges. Four three-dimensional models of the construction of the transitional section, corresponding to the real bridge, had been constructed. These models had been tested for nominal load to evaluate their performance relative to each other. Findings. As a result of the calculations, the deformation characteristics for the basic model and each of the reinforcement types had been obtained, and their comparisons had been made by determining the maximum vertical deformations and vertical deformations at key points. The analyze of feasibility of using the tested reinforcement methods under different real initial conditions had been performed. Originality. The main aspects of the work of the transition sections over long periods of time had been revealed. Comparisons of fundamentally different methods and types of reinforcement of sections with transient stiffness had been made. The expediency of the methods of reinforcement of the embankment construction in the transitional sections that had been proposed in previous works had been tested. Practical value. The proposed reinforcement methods may be used depending on the specific design conditions, the budget, and other factors. Evaluating the work of different types of reinforcement during numerical analysis makes it possible to move away from large-scale field trials and focus on other methods, which significantly reduces time spent on solving current problems.; UK: Мета. Вивчення роботи насипів, моделювання об’ємних моделей та порівняння методів їх підсилення на перехідних ділянках на підходах до залізничних мостів за допомогою програмного комплексу Lira, що базується на методі скінчених елементів (МСЕ). Комплексний аналіз результатів та порівняння конструктивної ефективності роботи різних методів підсилення. Методика. Для вивчення роботи насипів на перехідних ділянках на підходах до залізничних мостів проведено числове моделювання методом скінчених елементів (МСЕ). Побудовано чотири тривимірні моделі конструкції перехідної ділянки, що відповідає реальному мосту. Виконане випробування цих моделей на номінальне навантаження для оцінки їх ефективності одна відносно одної. Результати. За результатом розрахунків було отримано деформативні характеристики для базової моделі та кожного з типів підсилення, проведено їх порівняння шляхом визначення максимальних вертикальних деформацій та вертикальних деформацій в ключових точках. Виконано аналіз доцільності використання випробуваних методів підсилення за різних реальних вихідних умов. Наукова новизна. Виявлено основні аспекти роботи перехідних ділянок протягом великих проміжків часу. Виконано порівняння принципово різних за методами влаштування та типами підсилень ділянок з перехідним показником жорсткості. Перевірена доцільність методів підсилення конструкції насипу в перехідних ділянках, запропонованих в попередніх роботах. Практична значимість. Запропоновані варіанти підсилення можуть використовуватися в залежності від специфічних умов конструкції, закладеного бюджету та інших факторів. Оцінка роботи різних типів підсилення в ході чисельного аналізу дає змогу відійти від масштабних натурних випробувань та зосередитися на інших методах, що дозволяє істотно знизити часові витрати на рішення актуальних проблем.; RU: Цель. Изучение работы насыпей, моделирование объемных моделей и сравнение методов их усиления на переходных участках на подходах к железнодорожным мостам с помощью программного комплекса Lira, который базируется на методе конечных элементов (МКЭ). Анализ результатов и сравнение конструктивной эффективности работы различных методов усиления. Методика. Для изучения работы насыпей на переходных участках на подходах к железнодорожным мостам проведено численное моделирование методом конечных элементов (МКЭ). Построено четыре трехмерные модели конструкции переходного участка, которые соответствуют реальному мосту. Выполнено испытание этих моделей на номинальную нагрузку для оценки их эффективности друг относительно друга. Результаты. По результатам расчетов было получено деформативные характеристики для базовой модели и каждого из типов усиления, проведено их сравнение путем определения максимальных вертикальных деформаций и вертикальных деформаций в ключевых точках. Выполнен анализ целесообразности использования испытанных методов усиления при различных реальных исходных условий. Научная новизна. Выявлено основные аспекты работы переходных участков в течение больших промежутков времени. Выполнено сравнение принципиально различных по методам устройства и типам усилений участков с переходным показателем жесткости. Проверена целесообразность методов усиления конструкции насыпи в переходных участках, предложенных в предыдущих работах. Практическая значимость. Предложенные варианты усиления могут использоваться в зависимости от специфических условий конструкции, заложенного бюджета и других факторов. Оценка работы различных типов усиления в ходе численного анализа позволяет отойти от масштабных натурных испытаний и сосредоточиться на других методах, что позволяет существенно снизить временные затраты на решение актуальных проблем. Описание: V. Marochka: ORCID 0000-0001-8856-5708; S. Boboshko: ORCID 0000-0002-7612-0696 2020-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11926 Название: Порівняльний аналіз спеціальних способів під час проходки вертикальних виробок Авторы: Тютькін, Олексій Леонідович; Мірошник, Віталій Анатолійович Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Все частіше в умовах України будівництво тунелів і метрополітенів потребує спеціальних способів робіт, що дозволяють зменшити водонасиченість та збільшити стійкість ґрунтів та порід оточуючого масиву. Різноманіття способів, що застосовуються в підземному будівництві, потребує наукового обґрунтування, особливо коли спеціальні способи близькі за прямими та трудовитратами. Метою наукової статті є аналіз спеціальних способів проходки вертикальних виробок у складних інженерно-геологічних умовах для визначення області їх застосування. Методика. Існуючі технології закріплення водонасичених ґрунтів використовують без достатнього наукового обґрунтування, в деяких випадках без проведення техніко-економічного порівняння способів на стадії проєктування. Слід виокремити особливості, переваги та недоліки кожного з них та окреслити межі їх застосування. Для досягнення поставленої мети розглянуті і проаналізовані три спеціальні способи закріплення ґрунтів: «стіна в ґрунті», штучне заморожування ґрунтів та струминна цементація «jet-grouting». Результати. Визначені переваги та недоліки трьох способів закріплення ґрунтів та розрахована кошторисна вартість будівництва. Доведено, що єдиною технологією, що забезпечує безпечну проходку стовбурів в складних умовах під час проходки протяжних складних ділянок або у разі проходки дуже глибоких стовбурів, є технологія заморожування ґрунтів. А у тих випадках, коли потужність шарів слабких обводнених ґрунтів незначна, ефективнішою стає технологія струминної цементації ґрунтів «jet-grouting». Результати аналізу є підґрунтям для подальшого обґрунтування кожного зі способів з позиції напружено-деформованого стану загальної системи, що утворюється при спорудженні підземних об’єктів, зокрема вертикальних виробок для шахтних стовбурів. Наукова новизна. Проведений порівняльний аналіз трьох основних спеціальних способів спорудження вертикальних виробок надав змоги окреслити та науково обґрунтувати умови застосування кожного з них. Практична значимість. У програмному комплексі АВК-5 (3.5.1) було виконано розрахунок кошторисної вартості всіх трьох способів закріплення ґрунтів. За результатами розрахунку штучне замороження ґрунтів є найбільш економічно вигідним.; RU: Цель. Все чаще в условиях Украины строительство тоннелей и метрополитенов требует специальных способов работ, позволяющих уменьшить водонасыщенность и увеличить устойчивость грунтов и пород окружающего массива. Многообразие способов, применяемых в подземном строительстве, требует научного обоснования, особенно когда специальные способы близки по прямым и трудозатратами. Целью научной статьи является анализ специальных способов проходки вертикальных выработок в сложных инженерно-геологических условиях для определения области их применения. Методика. Существующие технологии закрепления водонасыщенных грунтов используют без достаточного научного обоснования, в некоторых случаях без проведения технико-экономического сравнения способов на стадии проектирования. Следует выделить особенности, преимущества и недостатки каждого из них и определить границы их применения. Для достижения поставленной цели рассмотрены и проанализированы три специальных способа закрепления грунтов: «стена в грунте», искусственное замораживание грунтов и струйная цементация «jet-grouting». Результаты. Определены преимущества и недостатки трех способов закрепления грунтов и рассчитана сметная стоимость строительства. Доказано, что единственной технологией, обеспечивающей безопасную проходку стволов в сложных условиях при проходке протяженных сложных участков или в случае проходки очень глубоких стволов, является технология замораживания грунтов. А в тех случаях, когда мощность слоев слабых обводненных грунтов незначительна, эффективнее становится технология струйной цементации грунтов «jet-grouting». Результаты анализа являются основой для дальнейшего обоснования каждого из способов с позиции напряженно-деформированного состояния общей системы, образующейся при сооружении подземных объектов, в частности вертикальных выработок для шахтных стволов. Научная новизна. Проведенный сравнительный анализ трех основных специальных способов сооружения вертикальных выработок предоставил возможность определить и научно обосновать условия применения каждого из них. Практическая значимость. В программном комплексе АВК-5 (3.5.1) был выполнен расчет сметной стоимости всех трех способов закрепления грунтов. По результатам расчета искусственное замораживание грунтов является наиболее экономически выгодным.; EN: Purpose. Increasingly, in Ukraine, the construction of tunnels and metro requires special methods of work to reduce water saturation and increase the stability of soils and rocks of the surrounding massif. The variety of methods used in underground construction requires scientific justification, especially when special methods are close in direct and labor. The purpose of the scientific article is to analyze special methods of sinking vertical workings in difficult engineering and geological conditions to determine their scope. Methodology. Existing technologies for fixing water-saturated soils are used without sufficient scientific justification, in some cases without conducting a feasibility comparison of methods at the design stage. It should highlight the features, advantages and disadvantages of each of them and determine the boundaries of their application. To achieve this goal, three special ways of fixing soils were considered and analyzed: "wall in the ground", artificial freezing of soils and jet-grouting. Findings. The advantages and disadvantages of three methods of fixing the soil are determined and the estimated cost of construction is calculated. It has been proved that the only technology that ensures safe penetration of trunks in difficult conditions when penetrating extended complex sections or in the case of penetrating very deep trunks is the technology of freezing soils. And in those cases when the thickness of the layers of weak watered soils is insignificant, the jet-grouting soil cementation technology becomes more efficient. The results of the analysis are the basis for the further substantiation of each of the methods from the standpoint of the stress-strain state of the overall system formed during the construction of underground facilities, in particular vertical workings for mine shafts. Originality. A comparative analysis of the three main special methods for constructing vertical workings made it possible to determine and scientifically substantiate the conditions for using each of them. Practical value. In the AVK-5 (3.5.1) software pack age, the estimated cost of all three methods of soil fixation was calculated. According to the calculation results, artificial freezing of soils is the most cost-effective. Описание: О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758; В. Мірошник: ORCID 0000-0002-8115-0128 2020-01-01T00:00:00Z