Ключевые слова: разжижение грунтов, математическое моделирование, геотехническая инженерия, динамические нагрузки, функция разжижения грунтов, потенциал разжижения
Анализ устойчивости водонасыщенных грунтов при циклическом воздействии: математические модели и прогнозы
УДК 004.942+624.131.37
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.001
В статье рассматривается математическое моделирование разжижения грунтов под воздействием динамических нагрузок, таких как сейсмические штормовые или техногенные циклические воздействия. Процесс разжижения, при котором грунт теряет прочность и несущую способность, имеет критическое значение для оценки безопасности строительных объектов, особенно в районах с повышенной сейсмической активностью или с водонасыщенными грунтами. Для моделирования использовались несколько подходов, включая следующие функции: экспоненциальная функция из работы H. Bilge et al. (2009), логарифмическая функция из работы V. Lentini et al. (2018), Пауэр-функция (степенная), предложенная C. Guoxing et al. (2018), дополнительная логарифмическая функция из исследования E. Meziane et al. (2021), гиперболическая функция, предложенная авторами, которые аппроксимировали устойчивость грунта к циклическим воздействиям. В исследовании были проанализированы данные лабораторных испытаний для различных типов грунтов, объединенных в инженерно-геологические элементы. Каждая функция была проанализирована с точки зрения точности аппроксимации, с использованием метода наименьших квадратов, что позволило минимизировать отклонения между экспериментальными и теоретическими значениями. При оценке функций учитывалось, как каждая из них ведет себя при большом числе циклов нагружения, что важно для прогнозирования разжижения при интенсивных и продолжительных нагрузках. Выбор оптимальной функции производился с помощью сравнения метрик MSE и R2, представленных в таблицах результатов. Применение результатов исследования имеет практическое значение в геотехническом проектировании, особенно для расчета фундаментов и подземных конструкций в условиях потенциально разжижаемых грунтов. Выбор наиболее подходящей функции для моделирования разжижения грунтов позволяет предсказать устойчивость грунтов при длительных и интенсивных циклических нагрузках, минимизируя риск деформации и разрушения конструкций.
Ключевые слова: разжижение грунтов, математическое моделирование, геотехническая инженерия, динамические нагрузки, функция разжижения грунтов, потенциал разжижения
Для цитирования: Тишин Н.Р., Озмидов О.Р., Пролетарский А.В. Анализ устойчивости водонасыщенных грунтов при циклическом воздействии: математические модели и прогнозы. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2025;13(1). URL: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1765 DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.001
Поступила в редакцию 05.12.2024
Поступила после рецензирования 23.12.2024
Принята к публикации 10.01.2025
Опубликована 31.03.2025