Details

Данная работа посвящена исследованию и сравнительному анализу методов моделирования взаимодействия грунта и фундамента в статических и динамических постановках. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Прямое численное моделирование грунта для верификации относительно аналитических моделей, представленных в литературе. 2. Настройка и исследование системы распределенных пружин, моделирующих грунт во взаимодействии с фундаментом. 3. Исследование возможности применения специального типа конечных элементов для моделирования дальних в статической постановке. 4. Сравнение исследуемых моделей в динамическом расчете, оценка их применимости для расчетов сейсмостойкости. Работа базируется на параметрическом конечно-элементном анализе в статических и динамических постановках. Исследования проводится с использованием программного комплекса Abaqus. Варьирование параметров автоматизировано с помощью скриптов на языке программирования Python. В результате были проведены 3 параметрических исследования в статических постановках, получены оценки точности расчетов и требуемых вычислительных ресурсов. Проведено сравнение моделей в динамической постановке, проанализированы результаты расчетов и сделаны выводы об ограничениях применимости для инженерных расчетов. Результаты могут быть использованы в подготовке комплексных моделей систем «сооружение – основание» в расчетах сейсмостойкости.

This work is devoted to the study and comparative analysis of methods for modeling the interaction of soil and foundation in static and dynamic settings. Tasks that were solved during the research: 1. Direct numerical modeling of soil for verification with respect to analytical models presented in the literature. 2. Setup and study of a system of distributed springs that simulate the soil in interaction with the foundation. 3. Investigation of the possibility of using a special type of finite elements for long-range modeling in a static formulation. 4. Comparison of the studied models in dynamic calculation, assessment of their applicability for earthquake resistance calculations. The work is based on parametric finite element analysis in static and dynamic formulations. The research is carried out using the Abaqus software package. Parameter variation is automated using scripts in the Python programming language. As a result, 3 parametric studies were conducted in static formulations, estimates of the accuracy of calculations and the required computing resources were obtained. The models are compared in a dynamic setting, the calculation results are analyzed, and conclusions are drawn about the limitations of applicability for engineering calculations. The results can be used in the preparation of complex models of "structure – soil" systems in earthquake resistance calculations.