Interaction of Soil-Cement Pile Supporting Structures with the Body of a Landslide
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
ENG: Purpose. Analysis and comparison of the landslide slope finite element model calculation results of the appliance of soil-cement piles, depending on the variation of the retaining structure rigidity, makes it possible to evaluate the effectiveness of their application and the cooperative work of piles with the displacement body. It also makes it possible to make a conclusion about the advantages of using this anti-landslide protection method of the slope. Methodology.Analysis of geomorphological data obtained from the results of laboratory studies of soils on the slope section is considered. Creation of a three-dimensional finite-element slope model according to the constructed sections and depths of the soil layers. Calculation of the nonlinear problem of finite element modeling of the slope with applying of soil-cement piles of various rigidity. Findings. The obtained results of calculating the finite element model of the landslide slope, and the analysis of the stress-strain state of the construction with soil-cement piles has been carried out.Originality. Despite the widespread of using soil-cement piles as enclosing structures for the construction of foundation pits and reinforcement of foundations of emergency structures, special attention should be paid to the study of the expediency of using soil-cement retaining pile structures on landslide areas. Practical value. It is known that soil-cement retaining piles are expediently in use as a protective element, which interacts quite well with the ground environment due to its structure of the initial material. Using of modern computer programs of finite element modeling makes it possible to calculate the efficiency of the use of soil-cement piles and to determine the parameters of the necessary retaining structure according to the given geological structure of the slope, and also, depending on its shape and the physical characteristics of the soils, to compare the performance of different protective landslide structures types.
UKR: Мета. Наукова робота має за мету аналіз та порівняння результатів розрахунку кінцево-елементної моделі зсувонебезпечного схилу з влаштуванням ґрунтоцементних паль залежно від зміни жорсткості підпірної конструкції. Дослідження дозволить оцінити ефективність їх застосування, сумісну роботу паль із тілом зсуву та зробити висновок щодо доцільності використання даного методу протизсувного захисту схилу. Методика. Дослідниками проведений аналіз геоморфологічних даних, отриманих за результатами лабораторних досліджень ґрунтів на ділянці схилу. Створена об’ємна кінцево-елементна модель схилу згідно побудованих розрізів та глибин залягання шарів ґрунту. Здійснений розрахунок нелінійної задачі кінцево-елементного моделювання схилу з влаштуванням ґрунтоцементних паль різної жорсткості. Результати. Авторами отримані результати розрахунку кінцево-елементної моделі зсувонебезпечного схилу, проведено аналіз напружено-деформованого стану конструкції з ґрунтоцементних паль. Наукова новизна. Незважаючи на широке застосування ґрунтоцементних паль у якості захисних конструкцій для влаштування котлованів та посилення фундаментів аварійних споруд, особливу увагу слід приділити дослідженню доцільності застосування ґрунтоцементних підпірних пальових конструкції на зсувонебезпечних ділянках. Практична значимість. Відомо, що ґрунтоцементні палі доцільно застосовувати як захисний елемент, який досить добре взаємодіє із ґрунтовим середовищем завдяки своїй структурі вихідного матеріалу. Використання сучасних комп’ютерних програм кінцево-елементного моделювання дозволяє провести розрахунок ефективності застосування ґрунтоцементних паль та визначити параметри необхідної підпірної конструкції згідно даної геологічної структури схилу. Також можливо, залежно від форми та зміни фізичних характеристик ґрунтів, порівняти роботу різних типів захисних протизсувних конструкцій.
RUS: Цель. Научная работа своей целью имеет анализ и сравнение результатов расчета конечно-элементной модели оползнеопасного склона с устройством грунтоцементных свай в зависимости от изменения жесткости подпорной конструкции. Исследование позволит оценить эффективность их применения, совместную работу свай с телом оползня и сделать вывод о целесообразности использования данного метода противооползневой защиты склона.Методика. Исследователями был проведен анализ геоморфологических данных, полученных по результатам лабораторных исследований грунта на участке склона. Создана объемная конечно-элементная модель склона согласно построенных разрезов и глубин залегания слоев почвы. Произведен расчет нелинейной задачи конечно-элементного моделирования склона с устройством грунтоцементных свай различной жесткости. Результаты.Авторами получены результаты расчета конечно-элементной модели оползнеопасного склона, проведен анализ напряженно-деформированного состояния конструкции с грунтоцементными сваями. Научная новизна.Несмотря на широкое применение грунтоцементных свай в качестве ограждающих конструкций для устройства котлованов и усиление фундаментов аварийных сооружений, особое внимание следует уделить исследованию целесообразности применения грунтоцементных подпорных свайных конструкций на оползнеопасных участках.Практическая значимость. Известно, что грунтоцементные сваи целесообразно применять как защитный элемент, который достаточно хорошо взаимодействует с грунтовой средой благодаря своей структуре исходного материала. Использование современных компьютерных программ конечно-элементного моделирования позволяет провести расчет эффективности применения грунтоцементных свай и определить параметры необходимой подпорной конструкции согласно данной геологической структуре склона. Также возможно, в зависимости от формы и изменения физических характеристик грунтов, сравнить работу разных типов защитных противооползневых конструкций.
UKR: Мета. Наукова робота має за мету аналіз та порівняння результатів розрахунку кінцево-елементної моделі зсувонебезпечного схилу з влаштуванням ґрунтоцементних паль залежно від зміни жорсткості підпірної конструкції. Дослідження дозволить оцінити ефективність їх застосування, сумісну роботу паль із тілом зсуву та зробити висновок щодо доцільності використання даного методу протизсувного захисту схилу. Методика. Дослідниками проведений аналіз геоморфологічних даних, отриманих за результатами лабораторних досліджень ґрунтів на ділянці схилу. Створена об’ємна кінцево-елементна модель схилу згідно побудованих розрізів та глибин залягання шарів ґрунту. Здійснений розрахунок нелінійної задачі кінцево-елементного моделювання схилу з влаштуванням ґрунтоцементних паль різної жорсткості. Результати. Авторами отримані результати розрахунку кінцево-елементної моделі зсувонебезпечного схилу, проведено аналіз напружено-деформованого стану конструкції з ґрунтоцементних паль. Наукова новизна. Незважаючи на широке застосування ґрунтоцементних паль у якості захисних конструкцій для влаштування котлованів та посилення фундаментів аварійних споруд, особливу увагу слід приділити дослідженню доцільності застосування ґрунтоцементних підпірних пальових конструкції на зсувонебезпечних ділянках. Практична значимість. Відомо, що ґрунтоцементні палі доцільно застосовувати як захисний елемент, який досить добре взаємодіє із ґрунтовим середовищем завдяки своїй структурі вихідного матеріалу. Використання сучасних комп’ютерних програм кінцево-елементного моделювання дозволяє провести розрахунок ефективності застосування ґрунтоцементних паль та визначити параметри необхідної підпірної конструкції згідно даної геологічної структури схилу. Також можливо, залежно від форми та зміни фізичних характеристик ґрунтів, порівняти роботу різних типів захисних протизсувних конструкцій.
RUS: Цель. Научная работа своей целью имеет анализ и сравнение результатов расчета конечно-элементной модели оползнеопасного склона с устройством грунтоцементных свай в зависимости от изменения жесткости подпорной конструкции. Исследование позволит оценить эффективность их применения, совместную работу свай с телом оползня и сделать вывод о целесообразности использования данного метода противооползневой защиты склона.Методика. Исследователями был проведен анализ геоморфологических данных, полученных по результатам лабораторных исследований грунта на участке склона. Создана объемная конечно-элементная модель склона согласно построенных разрезов и глубин залегания слоев почвы. Произведен расчет нелинейной задачи конечно-элементного моделирования склона с устройством грунтоцементных свай различной жесткости. Результаты.Авторами получены результаты расчета конечно-элементной модели оползнеопасного склона, проведен анализ напряженно-деформированного состояния конструкции с грунтоцементными сваями. Научная новизна.Несмотря на широкое применение грунтоцементных свай в качестве ограждающих конструкций для устройства котлованов и усиление фундаментов аварийных сооружений, особое внимание следует уделить исследованию целесообразности применения грунтоцементных подпорных свайных конструкций на оползнеопасных участках.Практическая значимость. Известно, что грунтоцементные сваи целесообразно применять как защитный элемент, который достаточно хорошо взаимодействует с грунтовой средой благодаря своей структуре исходного материала. Использование современных компьютерных программ конечно-элементного моделирования позволяет провести расчет эффективности применения грунтоцементных свай и определить параметры необходимой подпорной конструкции согласно данной геологической структуре склона. Также возможно, в зависимости от формы и изменения физических характеристик грунтов, сравнить работу разных типов защитных противооползневых конструкций.
Description
D. Ihnatenko: ORCID 0000-0001-6805-6703; V. Petrenko: ORCID 0000-0002-5902-6155; O. Tiutkin: ORCID 0000-0003-4921-4758
Keywords
soil-cement retaining pile, shear, anti-landslide retaining structure, landslide slopes, ґрунтоцементна паля, зсув, протизсувна підпірна конструкція, зсувонебезпечний схил, грунтоцементная свая, оползень, противооползневая подпорная конструкция, оползнеопасный склон, КМТ
Citation
Ihnatenko, D. Interaction of Soil-Cement Pile Supporting Structures with the Body of a Landslide / D. Ihnatenko, V. Petrenko, O. Tiutkin // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – № 5 (71). – С. 115–123. – doi: 10.15802/stp2017/113619.