[obrazuy]

Доброе время суток!
Начальник недавно поставил передо мной задачу - написать программу, которая бы описывала консолидацию грунта и выдавала на выход его упругие характеристики. Она будет использоваться при проектировании дорог и взлетно-посадочных полос. Я просмотрел уйму литературы, нашел кучу постановок задач, что-то выписал. Однако как привязать всю ту информацию к реальности, я не понял. Попробую объяснить - программа, которую я должен создать, должна считать не абы что, а конкретные задачи из жизни. Которые соответственно должны быть хотя бы частично описаны в СНиП. Моя проблема как раз-таки и заключается в том, что я никак не могу связать данные из СНиП с данными из разных учебников. Я даже не уверен, что задачу консолидации в том смысле, в каком я написал выше, вообще решают в строительстве (слышал, что все ограничивается проверкой некоторых характеристик грунта, хороший - строим, плохой - не строим).
Помогите пожалуйста!

[topos2]

Эта задача непосильна многим крутым докторам наук? А кто Ваш начальник и почему он не обращается за готовыми решениями например в СоюзДорНИИ.

[obrazuy]

Нет, тут смысл такой. Дело в том, что он сам скорее бизнесмен, чем математик, поэтому возможно сам немного не понимает, какую конкретно ставить передо мной задачу. Изначально пишется программа (не мной), которая расчитывает многослойную среду на вертикальную нагрузку. То есть самый простой случай. В результате нагрузки в среде, а именно в дорожном покрытии, грунте итд, происходят деформации (по крайней мере, даже если ими можно пренебречь, точно возникают напряжения). Однако к этому прибавляются деформации, возникающие в результате консолидации. Вот это и надо исследовать, это и должно быть смоделировано в моей будущей программе. Я ошибся, когда писал выше, что на выходе должны быть упругие характеристики. Буквально только что уточнил - по всей видимости мне нужна-таки на выходе величина осадки.

Теперь мой вопрос можно переформулировать следующим образом (прошу прощения за путаницу) - имея кучу теории тех самых крутых докторов, как согласовать эту самую теорию со СНиП? Я никак не могу найти соответствующие замечания в нормах, перерыл все, такое чувство, будто бы в контексте дорожного и аэродромного строительства эта задача, если и решалась, то только чтобы определить пригодность грунта для использования. То есть ответить на вопрос - можно строить или нет. А если компания хочет строить во что бы то ни стало, и весь вопрос в том, как долго продержится дорога без ремонта? Как авторы СНиП в таком случае советуют поступить, где все эти "официальные" формулы? Ответа, сколько бы ни бился, пока не нашел.

Может, мне кто-нибудь поможет, вдруг окажется, что я просто со СНиП не умею работать? Хотя вряд ли, поэтому я здесь и изливаюсь.

[topos2]

Сообщение от obrazuy как согласовать эту самую теорию со СНиП? Я никак не могу найти соответствующие замечания в нормах, перерыл все, такое чувство, будто бы в контексте дорожного и аэродромного строительства эта задача,

Извините, я не знаю вашей компетенции в таких вопросах. Вы хотите составить программу на основе нормативных документов типа
Указания по проектированию земляного полотна на слабых грунта
или
Усовершенствованная методика расчета осадки насыпи на слабых грунтах Союздор????
Но тут просто надо иметь правильные испытания грунтов и что-то типа MatCAD

[obrazuy]

Компетенция минимальна - я только начинаю разбираться и имею математическое образование, не инженерное. Начал читать документы, на которые Вы ссылались, очень похоже на то, что мне нужно (а я все - СНиП, да СНиП, больше ничего из норм и не искал). К завтрашнему дню выясню, насколько полезным оказался Ваш совет, и напишу сюда. В любом случае, огромное спасибо!

[Анкл Бенц]

Задача поставленна не корректно.... упругих характеристик при решении задачи консолидации в принципе получить нельзя....

[Constantin Shashkin]

С математическим образованием за такую задачу браться не советую. Ничего хорошего не выйдет. Здесь дело не в снобизме, а в сложности самой задачи. Расчет осадок - вопрос, в целом, механикой грунтов толком не решенный (ссылаюсь на учебник Гольдштейна где об этом честно и откровенно написано). Поэтому есть весьма упрощенные подходы в нормах, которые позволяют оценить порядок величины осадки. Здесь даже важна не сама методика расчета, а то, откуда получены исходные характеристики (модуль деформации): из лаборатории или с потолка (как часто делают), помножен ли модуль на коэффициенты Агишева, в каком дипазоне напряжений получен и т.п. Без понимания этих нюансов грамотно рассчитать осадку нельзя и тут никакая программа не поможет. С консолидацией еще хуже. Сама математика крайне проста. Решить дифференциальное уравнение можно любым численным методом (например, я это делал методом сеток). Но проблема снова в понимании задачи. Откуда взять правильные коэффициенты фильтрации, линейна ли зависимость скорости фильтрации от градиента напора (есть ли начальный градиент) и т.д. Постановку задачи должен делать специалист, который должен сравнить результаты расчета с теоретическими решениями и натурными наблюдениями, иначе подобные программы принесут только вред.

[таи]

Сообщение от Constantin Shashkin помножен ли модуль на коэффициенты Агишева

Где можно посмотреть информацию по коэффициентам Агишева?
Помню, что Гоша спрашивал AMSа по данному вопросу, но тогда, прошу извинить, не понимал самого вопроса.

Надеюсь, что возможно для topos2 и Constantin Shashkin не составит труда объяснить хотя бы в двух словах идею Агишева. Заранее вам благодарен

[UnAtom]

Сообщение от таи Где можно посмотреть информацию по коэффициентам Агишева?

Это случаем не тек-ты, которые даны в п. 2.58 Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)?
Но там ограничения по интервалу давлений при испытаниях 2кг/см2 (а если больше (фунд. плиты высоток) - 3-5кг/см2?)

[obrazuy]

Сообщение от Анкл Бенц Задача поставленна не корректно.... упругих характеристик при решении задачи консолидации в принципе получить нельзя....

Ниже я писал о другой постановке, прошу прощения за путаницу.




2 Constantin Shashkin
Не очень понимаю, о чем идет речь. Моя задача заключается в написании программы, которая в идеале расчитает любой грунт, пользователь сам будет забивать в нее все коэффициенты и проч. Линейность зависимости скорости фильтрации от градиента напора, существование начального градиента и другие условия будут определятся так же пользователем, и в зависимости от этого программа будет использовать соответствующие формулы и численные методы. В начале я напишу решение для самого простого случая, потом буду наращивать сложность. Отсюда к Вам вопрос: в чем заключается неправильность или сложность такого подхода? Написать программу, в которую можно подставить все использующиеся числа, поставить галочки в нужных местах (сущ. или нет начальный градиент итд), а уж что забивать, пусть решает пользователь. Или я не прав?

[Constantin Shashkin]

Коэффициенты Агишева - переходные коэффициенты между штамповым модулем и модулем компрессионным. Иногда достигают весьма заметных еличин 4...5. В моем предыдущем сообщении главное и принципиальное - постановку задачи для написания программы должен делать специалист, который хорошо разбирается в вопросе.
Теперь давайте попробуем разобраться. С чем связаны осадки дорожного полотна? Здесь я не специалист, но, по идее, нагрузки от полотна минимальны, поэтому осадки скорее связаны с технологией (с качетвом уплотнения и.т.п.), а не с осадками подстилающих слоев основания. Здесь что-нибудь считать бесполезно, поскольку просто нужно качественно делать. Другое дело - насыпи, здесь нагрузки могут быть очень заметными. Для насыпей, если они не бесконечной ширины, нужно решать не одномерную, а, как минимум, двумерную задачу. Для насыпей весьма актуальны вопросы устойчивости откосов, особенно на слабом подстилающем грунте и т.п. Конкретизируйте, в чем все-таки задача. Какую практическую проблему следует решить?

[obrazuy]

Сегодня прояснил проблему в разговоре с начальником.
Смысл проблемы таков. Допустим, строится дорога. Дорожное полотно, проезжающие машины и проч. создают нагрузки на грунт, в результате чего он оседает. Осадка сопровождается миграцией влаги, вызывает уплотнение грунта (тафтология?), в общем, изменяет свойства грунта. Мне нужно проследить все изменения грунта и в конечном счете, исходя из того, что все характеристики (влажность, модуль упругости и тд для малых областей) последнего изменились, вычислить их. Фактически здесь можно выделить несколько задач:

• вычисление степени консолидации
• математическая модель процесса миграции влаги
• определение изходя из вышенаписанного хар-к "нового" грунта

[AGP57]

Механику упрочнения грунтов во времени можно найти в книге Зарецкого Ю.К. "Теория консолидации грунтов"
Математическую модель изменения давления влаги в грунтах под нагрузкой можно найти в книге Герсеванова "Механика грунтов"
Начальное условие задачи - уплотнение насыпных грунтов до плотности 1,65кг/м3

[Анкл Бенц]

На самом деле эта задача давно решена... и программа составлена. Все это было сделано лет 30... назад можно посмотреть здесь http://dwg.ru/dnl/4359. Если есть иллюзии, что можно быстренько что то состряпать и срубить бабла по легкому...то разочаруйте начальника... надо еще лет 10 хорошенько поучиться, чтобы разобраться, что в этой книжке написано....

[obrazuy]

2AGP57
Спасибо!

2Анкл Бенц
Я такие книжки за пару дней читаю.

[topos2]

Сообщение от obrazuy Смысл проблемы таков. Допустим, строится дорога. Дорожное полотно, проезжающие машины и проч. создают нагрузки на грунт, в результате чего он оседает.

Дорожное полотно и проезжающие машины НЕ создают тех напряжений на грунт ОСНОВАНИЯ, которые вызывают осадку уплотнения с консолидацией.
Транспортная нагрузка - это
1) временная (колесо прокатилось, а вода в порах грунта даже пошевелится, не успела). Есть конечно исследования для знакопеременных нагрузок но...
2) глубина распространения тех вертикальных напряжения от которых происходит осадка не превышает ½ диаметра колеса (т.е все затухает в насыпи)
3) большая динамическая составляющая и горизонтальные силы (которые Вы не учитываете, а надо)
4) ну и так далее
Дорожное полотно – ну какие напряжения от самого тяжелого полотна с 20 см бетона с щебнем 20 см и дорожной одеждой до 15 см? Это всего 1 т/м2. Какие там осадки с консолидацией? (или Вы прямо на торф его кидаете).

Значит остается для вашей задачи только насыпь…

Осадка сопровождается миграцией влаги, вызывает уплотнение грунта (тафтология?), в общем, изменяет свойства грунта.

Опять не всегда. Для миграции влаги
1) вы должны превысить начальный градиент
2) у вас в грунт должен быть водонасыщенный
И тут мы с чистой математикой попадаем в калошу..
Если Вы не насыпаете дамбу и не тяните насыпь по болотам у вас верхний слой не водонасыщен. Кроме того верхние слои грунта загазованы, что не учитывается в чистых теориях консолидации.
Как указал выше К. Шашакин, вы должны провести столько лабораторных исследований грунтов на одном участке, что в 3 раза завысите существующие суммы исследований. И эти исследования все равно не дадут вам истину, так как мы не умеем это делать. Итого опять чистая математика, далекая от прикладухи. Я понимаю когда такие задачи решались в 40-50 х годах для устройства плотин и дамб. Они решались и для определения устойчивости дорожных насыпей (не путать с вашей задачей). Но у вас, это как применять нелинейные модели для проектирования дачных домиков.
Конечно, я могу ошибаться. И действительно есть условия, где надо это делать. Например осадки ж/д насыпей на сибирских болотах, там где есть нефть и газ (хотя особого смысла я там считать не вижу при их автомобилях .). Но осадка насыпи не ограничивается только процессом уплотнения с косолидацией…

[obrazuy]

2 topos2

Такой пост без внимания оставлять никак нельзя. Давайте разберемся.

Сообщение от topos2 Транспортная нагрузка - это 1) временная (колесо прокатилось, а вода в порах грунта даже пошевелится, не успела). Есть конечно исследования для знакопеременных нагрузок но... 2) глубина распространения тех вертикальных напряжения от которых происходит осадка не превышает ½ диаметра колеса (т.е все затухает в насыпи) 3) большая динамическая составляющая и горизонтальные силы (которые Вы не учитываете, а надо) 4) ну и так далее

1. Где прочитать про "но" для знакопеременных нагрузок и насколько это важно?
   
   
2. Где конкретно я должен учитывать динамическую составляющую и горизонтальные силы?
   
   

   Сообщение от topos2 Значит остается для вашей задачи только насыпь…

3. Имеется ввиду, что считать имеет смысл консолидацию именно насыпи, не грунта?
   
   Ну а по поводу последнего Вашего высказывания хочу сказать, что моя программа будет лишь малой составляющей комплекса по расчету дорог и взлетно-посадочных полос, причем в идеале комплекс этот должен работать везде и со всем, поэтому конечно кроме консолидации и миграции влаги будет рассмотрено еще множество процессов.
   И вот еще вопрос. К примеру, из-за миграции влаги в некоторую область, дорожное полотно приподнялось, но одновременно с этим процессом влага в грунте стала промерзать (это происходит неравномерно, так что сказать "миграции не будет, потому что все превратилось в лед" нельзя). Ну а промерзание вызвало морозное пучение. То есть у дорожного полотна аж две причины, по которым оно где-то приподнимется, деформируется итд.
   
   
4. Вопрос такой, а как же учитывать и то, и то? Простым принципом суперпозиции или нужен другой, более сложный, способ?

[Constantin Shashkin]

Сообщение от obrazuy К примеру, из-за миграции влаги в некоторую область, дорожное полотно приподнялось, но одновременно с этим процессом влага в грунте стала промерзать (это происходит неравномерно, так что сказать "миграции не будет, потому что все превратилось в лед" нельзя). Ну а промерзание вызвало морозное пучение. То есть у дорожного полотна аж две причины, по которым оно где-то приподнимется, деформируется итд.

Ну вот, Вы и морозное пучение/оттаивание сюда добавили. Не решив первую задачу, добавили к ней еще одну, не менее сложную. Опять же, не сочтите за снобизм, но создавать описанный выше сверхуниверсальный расчетный комплекс не привлекая специалистов и вообще слабо представляя себе суть вопроса - это мягко говоря, безответственно. По вопросам промерзания-оттаивания, морозного пучения и осадкам при оттаивании у нас написана докторская диссертация, два доктора наук сидели и писали программу для расчета... Наверное, они ерундой занимались, нужно было просто подождать этого супер-универсального расчетного комплекса, где все решат методом суперпозиции...
Я не хочу Вас обидеть, просто по задаваемым вопросам видно, что отсутствует грамотная постановка задачи, без которой что-нибудь программировать бесполезно. При расчете дорожного полотна, аэродромных полос и т.п. нужно разобраться, что именно вызывает осадки, какие практические проблемы нужно решить. Переезжая границу Финляндии можно убедиться, что в этой стране почему-то с дорогами все в порядке. Может у них уже есть такой волшебный комплекс расчетных программ? Подозреваю, что тут отгадка проще, нужно качественно делать дороги. Хоть я по специальности именно расчетчик, однако по моему мнению не нужно рассчитывать задачи, для которых достаточно просто огромного накопленного опыта.
PS
Осадку дорожного полотна можно хорошо ощутить колесами на набережной около Авроры. Новый асфальт просел так, что при скорости 60 км/ч начинаешь биться головой о потолок автомобиля. Там перекладывали сети и, видимо, уложили засыпку вперемешку со снегом. В расчетную программу для учета осадок нужно внести специальный коэффициент головотяпства, который сильно увеличивается в зимний период.

[topos2]

Сообщение от obrazuy [list=1][*]Где прочитать про "но" для знакопеременных нагрузок и насколько это важно?

В Вами ограниченной задаче по консолидации это неважно. Это например рассматривается для резервуаров. Где почитать из современного сразу в голову не приходит (нужно пошерстить заграничные статьи). У нас это только на уровне кандидатских (вспоминается Зиновьева (СПб конец 80-х)).

[*]Где конкретно я должен учитывать динамическую составляющую и горизонтальные силы?[*]Имеется ввиду, что считать имеет смысл консолидацию именно насыпи, не грунта?

Это я и хочу сказать. Для аэродромов и дорог именно динамика и горизонтальные силы являются главными разрушающими силами насыпи от транспорта (а никакой консолидации там нет).
Вы же ограничиваете себя консолидацией, а это только основание от веса насыпи.

Ну а по поводу последнего Вашего высказывания хочу сказать, что моя программа будет лишь малой составляющей комплекса по расчету дорог и взлетно-посадочных полос, причем в идеале комплекс этот должен работать везде и со всем, поэтому конечно кроме консолидации и миграции влаги будет рассмотрено еще множество процессов.

Удачи

К примеру, из-за миграции влаги в некоторую область, дорожное полотно приподнялось

А это почему? Дорожное полотно делается из не набухающих материалов.

Ну а промерзание вызвало морозное пучение. То есть у дорожного полотна аж две причины, по которым оно где-то приподнимется, деформируется итд.

Первичное - это температура и скорость промерзания, вторичное - влагоперенос, а уж потом пучение.

Вопрос такой, а как же учитывать и то, и то? Простым принципом суперпозиции или нужен другой, более сложный, способ?

Зависимость нормальных напряжений от факторов (температура, глубина промерзания и т.п.) это степенная функция. А еще надо учитывать жесткость одежды. Вроде кто-то не так давно решал задачу по определению величины горба пучения для аэродромов..

[obrazuy]

Сообщение от Constantin Shashkin Ну вот, Вы и морозное пучение/оттаивание сюда добавили. Не решив первую задачу, добавили к ней еще одну, не менее сложную. Опять же, не сочтите за снобизм, но создавать описанный выше сверхуниверсальный расчетный комплекс не привлекая специалистов и вообще слабо представляя себе суть вопроса - это мягко говоря, безответственно. По вопросам промерзания-оттаивания, морозного пучения и осадкам при оттаивании у нас написана докторская диссертация, два доктора наук сидели и писали программу для расчета... Наверное, они ерундой занимались, нужно было просто подождать этого супер-универсального расчетного комплекса, где все решат методом суперпозиции...

Писать комплекс буду не я один, привлечь специалистов не проблема, дорогу осилит идущий. А по поводу докторов наук.. Не знаю, когда они писали эти диссертации и программы, но сейчас любая задача решается раз в пять быстрее, чем, скажем, во времена СССР. Да и с развитием интернета уже не надо сидеть неделями в библиотеках, достаточно полчасика погуглить, хотите верьте, хотите нет, живые примеры говорят сами за себя.


2 topos2

Сообщение от topos2 Удачи

Уверен, Вы то же самое сказали бы и создателям Лиры, ANSYS, да что уж там, фейсбука и айфона, когда эти проекты были только на стадии идеи. Я себя ни с Цукенбергом, ни с Джобсом не сравниваю, но глупо не верить в подобного рода идеи, это точно могу сказать. В конце концов, у нас уже есть части, отвечающие за вертикальные нагрузки и промерзание грунта, дело движется, причем с хорошей скоростью.