Гайджуров Петр Павлович, профессор кафедры «Техническая механика», доктор технических наук
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Савельева Нина Александровна, старший преподаватель кафедры «Техническая механика»
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Дьяченков Владимир Александрович, магистрант кафедры «Техническая механика»
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Introduction. In the context of the problem of plane deformation, a finite-element model of a natural landslide slope is developed. It allows for the joint work of a flow slide and a protective engineering structure. The Drucker-Prager model is used to take into account the physical nonlinearity of the slope layer material. To activate the kinematic instability, a viscoelastic interlayer is introduced into the design scheme, along which the landslide layer slides.
Materials and Methods. Numerical experiments were performed using the ANSYS Mechanical software package, which implements the finite element method in the form of the displacement method. Slope discretization is performed on the basis of PLANE42 flat four-node finite elements. To simulate the displacement of the landslide layer relative to the fixed base, the combined viscoelastic elements COMBIN14 were used.
Results. A physically nonlinear model of a natural landslide slope consisting of a base, a landslide layer, and a viscoelastic interlayer, is formalized. An engineering technique for analyzing the stress-strain state of the “slopeprotective structure” system has been developed, taking into account the kinematic instability of the landslide layer. A series of computational experiments was carried out.
Discussion and Conclusion. Based on the calculations performed, it is shown that the proposed method enables to specify the force action of the landslide layer on the protective structure and, thereby, to increase the reliability of the risk assessment when activating the landslide process.
Введение. В рамках задачи о плоской деформации разработана конечно-элементная модель оползневого склона естественного залегания, позволяющая учитывать совместную работу оползня скольжения и защитного инженерного сооружения. Для учета физической нелинейности материала слоев склона использована модель Друкера-Прагера. Для активации кинематической нестабильности в расчетную схему введена упруго-вязкая прослойка, вдоль которой происходит скольжение оползневого слоя.
Материалы и методы. Численные эксперименты выполнены с помощью программного комплекса ANSYS Mechanical, в котором реализован метод конечных элементов в форме метода перемещений. Дискретизация склона выполнена на базе плоских четырех узловых конечных элементов PLANE42. Для моделирования смещения оползневого слоя относительно неподвижного основания применены комбинированные упруговязкие элементы COMBIN14.
Результаты исследования. Формализована физически нелинейная модель оползневого склона естественного залегания, состоящая из основания, оползневого слоя и упруго-вязкой прослойки. Разработана инженерная методика анализа напряженно-деформированного состояния системы «склон-защитное сооружение» с учетом кинематической нестабильности оползневого слоя. Проведена серия вычислительных экспериментов.
Обсуждение и заключение. На основании выполненных расчетов показано, что предлагаемая методика позволяет уточнить силовое воздействие оползневого слоя на защитное сооружение и, тем самым, повысить надежность оценки рисков при активизации оползневого процесса.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.