Strength assessment of earth dams is mainly conducted using a plane design scheme, which does not always lead to adequate results. In this paper, it is proposed to assess the stress state of earth dams in a three-dimensional statement. Consequently, to assess the stress-strain state and dynamic characteristics of earth dams, appropriate mathematical models, methods and algorithms are built. The basis of the developed methods for solving specific problems for a spatial structure is a finite element method, the Gauss method (or the square root method) and the Muller method. Reliability of results is proved by solving a series of test problems. With the developed methods, the stress-strain state and dynamic characteristics of earth dams were investigated. Based on the results of the study, it has been shown that for some types of earth dams, at preliminary assessment of the stress state and dynamic characteristics of structures, it is possible to use a plane-deformable model of calculation. Studies have shown that to ensure the required accuracy in assessing the stress state and dynamic characteristics of complex inhomogeneous spatial systems (such as earth dams), it is necessary to make calculations using a three-dimensional model. The data obtained as a result of research allowed to reveal some features of the stress state in a spatial case, indicating dangerous areas with the greatest stresses, as well as to study the pattern of natural oscillations that cannot be described using a plane model.

Оценка прочности грунтовых плотин, в основном, производится с использованием плоской расчетной схемы, которая не всегда приводит к адекватным результатам. В данной работе предлагается провести оценку напряженного состояния грунтовых плотин в трехмерной постановке. Следовательно, для оценки напряженно-деформированного состояния и динамических характеристик грунтовых плотин строятся соответствующие математические модели, методика и алгоритм. В основу разработанной методики при решении конкретных задач для пространственного сооружения заложен метод конечных элементов, метод Гаусса (или метод квадратного корня) и метод Мюллера. Достоверность полученных результатов проверена решением ряда тестовых задач. С помощью разработанной методики исследованы напряженно-деформированное состояние и динамические характеристики грунтовых плотин. На основе результатов исследования показано, что для некоторых типов грунтовых плотин, при предварительной оценке напряженного состояния и динамических характеристик сооружений, возможно использование плоско-деформируемой модели расчета. Проведенные исследования показали, что для обеспечения требуемой точности при оценке напряженного состояния и динамических характеристик сложных неоднородных пространственных систем (т.е. грунтовых плотин) необходимо проводить расчеты с использованием трехмерной модели. Полученные в результате исследований данные позволили выявить некоторые особенности напряженного состояния в пространственном случае, указывающие на возникающие опасные участки с наибольшими напряжениями, а также изучить характер собственных колебаний, которые невозможно описать использованием плоской модели.

• Spatial stress state and dynamic characteristics of earth dams
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Mathematical model
    • 2.2. Method and algorithm
    • 2.3. Test problems to check the accuracy of the methods and computing algorithms
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Assessment of the stress-strain state
    • 3.2. Assessment of dynamic characteristics of a dam
  • 4. Conclusions
• Пространственное напряженное состояние и динамические характеристики грунтовых плотин

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 5 (89), 2019. — 1 файл (19,8 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-62.pdf>.