Статті КМТ

Permanent URI for this collection

EN: Articles

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 246
  • Item
    The Application of Injection - Grouting for Strengthening of the Weak Subgrade Foundations
    (PGASA, 2014) Petrenko, Volodymyr D.; Sviatko, Ilona O.; Yampolskyy, D. O.
    ENG: This article analyzes the features of the subgrade construction on soft soils, and offers to use injection–grouting technology, which is widely used abroad, but needs official regulations for the application in observed area.
  • Item
    Деформационно-напряженное состояние узла этажного сопряжения балок проезжей части железнодорожного моста
    (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2017) Ключник, Сергей Владиславович
    RUS: Цель. Этажное сопряжение балок проезжей части железнодорожных мостов наиболее простое по конструкции, но вследствие конструктивных недостатков подвержено многочисленным дефектам. Целью данной работы является исследование фактического деформационно-напряженного состояния узла сопряжения продольных балок с поперечными при их этажном расположении. Необходимо также определить возможное влияние совместной работы поясов ферм и балочной клетки мостового полотна на их деформационно-напряженное состояние. Методика. Для достижения поставленной цели проведены испытания существующего моста. Для измерения деформаций (напряжений) в элементах пролетного строения использовались тензорезисторы, наклеенные на поясных уголках поперечных и продольных балок и на выкружках нижних поясных уголков продольных балок в местах опирания их на поперечные балки. Для измерения прогибов ферм, продольных и поперечной балок при статических испытаниях использовались прогибомеры Аистова и Максимова, которые устанавливались по нижним поясам ферм в середине пролетного строения 0–1, а также на обеих продольных и одной поперечной балках в середине пролета. Прогибомеры крепились к пролетному строению и соединялись проволочными связями с поверхностью грунта. Результаты. Автором получено и проанализировано деформационно-напряженное состояние узла сопряжения продольных балок с поперечными при их этажном расположении. Анализ показывает, что помимо вертикального изгиба балок имеет место значительное влияние горизонтального изгиба поперечных балок и их кручения, возникающие вследствие совместной работы балок проезжей части с верхними поясами главных ферм, как у балки П0, так и у других балок. Научная новизна. В работе проведено исследование напряженно-деформационного состояния металлических балок проезжей части этажного расположения с учетом совместной работы балок с несущими фермами. Практическая значимость. При испытании пролетного строения поездной нагрузкой в поясах поперечных балок появляются значительные дополнительные напряжения от горизонтального изгиба поперечных балок и их кручения. Появление этих напряжений связано с включением продольных балок в совместную работу с верхними поясами ферм. Возникающие дефекты в продольных балках связаны с концентрацией местных напряжений из-за конструктивных особенностей этажной проезжей части.
  • Item
    Changing the Stress State of the Track Superstructure while Strengthening the Subgrade
    (VŠB – Technical University of Ostrava, 2020) Tiutkin, Oleksii L.; Neduzha, Larysa O.; Kalivoda, Jan
    ENG: Strengthening the subgrade with the help of various technologies significantly affects the stress state of the track superstructure. The strengthening of the subgrade with piles, leads to an abrupt stiffening of the track superstructure, which is problematic for its normal operation. Two finite element models were created to determine the change in the stress state of the track superstructure when strengthening the subgrade. They fully reflect the geometric, deformation and power characteristics of a real subgrade, which is strengthened by piles. Individual finite elements of the models are provided with the deformation characteristics of the steel rails, reinforced concrete sleepers, soil subgrade, ballast and soil-cement material of piles. The authors carried out the calculation of stress state of the track superstructure for two finite element models. Results are obtained and analyzed to help in choosing the most effective option for strengthening the subgrade.
  • Item
    Розробка методики оцінювання ступеня ущільнення земляного полотна за швидкістю поширення пружних хвиль
    (ПП "Технологічний центр", м. Харків, Україна, 2021) Ковальчук, Віталій Володимирович; Кравець, Іван Богданович; Набоченко, Ольга Сергіївна; Онищенко, Артур Миколайович; Федоренко, Олександр Володимирович; Пенцак, Андрій Ярославович; Петренко, Олексій Вікторович; Гембара, Наталія Олександрівна
    UK: Проаналізовано методи оцінки технічного стану земляного полотна залізничної колії та автомобільних доріг у процесі його експлуатації. У результаті цього доведено, що питання моніторингу та контролю якісного ущільнення неоднорідного земляного полотна є актуальним і потребує розробка достовірних експериментальних методів оцінки ступеня ущільнення ґрунтів земляного полотна. Розроблено методику лабораторного визначення ущільнення земляного полотна на основі інерційних мікрокомп’ютерних технологій, що дозволяє проводити оцінку ступеня ущільнення ґрунтів земляного полотна у залежності від швидкості поширення пружних хвиль удару. Проведено експериментальні дослідження швидкості поширення пружних хвиль в однорідному земляному полотні із крупнозернистого піску та неоднорідному земляному полотні із крупнозернистого піску із шаром глини по середині призми. У результаті чого встановлено, що швидкість розповсюдження пружної хвилі у неоднорідному земляному полотні має нижче значення, а ніж швидкість розповсюдження хвилі в однорідному земляному полотні. При динамічній інтерпретації, із використанням дискримінантного статистичного аналізу, встановлено характерні особливості розподілу прискорень у тілі насипу однорідного та неоднорідного земляного полотна в залежності від ступеня їх ущільнення, що дозволить проводити моніторинг стану земляного полотна у процесі експлуатації. Оскільки від ступеня ущільнення ґрунту безпосередньо залежать деформаційні характеристики земляного полотна та технічного стану доріг в цілому.
  • Item
    Devising a Procedure for Assessing the Subgrade Compaction Degree Based on the Propagation Rate of Elastic Waves
    (РС Тесhnology Сеntеr, Kharkiv, Ukraine, 2021) Kovalchuk, Vitalii V.; Kravets, Ivan B.; Nabochenko, Olga S.; Onyshchenko, Artur; Fedorenko, Olexander; Pentsak, Andriy; Petrenko, Oleksiy V.; Hembara, Nataliya
    EN: This paper reports the analysis of the methods for estimating the technical condition of the subgrade underneath a constructed railroad track or road during its operation. The study results have proven that the issue related to monitoring and controlling high-quality compac-tion of a heterogeneous subgrade remains relevant and requires the construction of reliable experi-mental methods for assessing the subgrade degree of compaction.A procedure for determining the compaction of subgrade in the laboratory has been devised, based on inertial microcomputer technologies, which makes it pos-sible to assess the degree of com-paction of subgrade soils depend-ing on the propagation rate of an impact's elastic waves.An experimental study has been performed into the propaga-tion rate of elastic waves across a homogeneous subgrade made of coarse-grained sand and a hetero-geneous subgrade made of coarse sand with a layer of clay in the middle of the prism. The study results established that the propa-gation rate of an elastic wave in a heterogeneous subgrade accepts a lower value than the rate of wave propagation in a homogeneous subgrade.Through the dynamic inter-pretation, by using a discriminant statistical analysis, the character-istic features have been defined in the distribution of accelerations in the body of the homogeneous and heterogeneous subgrade, depend-ing on the degree of compaction, which would make it possible to monitor the state of the subgrade during operation. As the degree of the subgrade soil compaction affects the technical condition of roads.
  • Item
    Визначення раціональних параметрів підпірних конструкцій із ґрунтоцементних паль на зсувонебезпечних схилах
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Тютькін, Олексій Леонідович; Ігнатенко, Дмитро Юрійович
    UKR: Мета. У статті передбачено розробити метод визначення раціональних параметрів підпірних конструкцій з ґрунтоцементних паль на зсувонебезпечних схилах. Методика. Для досягнення поставленої мети автори виконали порівняльні розрахунки скінченно-елементних моделей зсувонебезпечного шаруватого схилу з влаштуванням підпірних конструкцій із ґрунтоцементних паль: вертикальних, розташованих під кутом до вертикальної осі, об’єднаних бетонним ростверком, без ростверку, різного діаметру, із різною відстанню між палями, але однакової довжини, що обумовлена розташуванням визначеної за попередніми розрахунками поверхні ковзання. Результати. За результатами розрахунків контактної задачі взаємодії ґрунтового масиву та підпірної конструкції було отримано закономірності формування міцності та стійкості зсувонебезпечного укріпленого схилу, що дає можливість прогнозування його геомеханічної стійкості залежно від можливого розташування кривої поверхні ковзання. Обґрунтовано спосіб підвищення коефіцієнта стійкості ґрунтового схилу залежно від варіації параметрів ґрунтоцементної підпірної пальової конструкції. Чисельними розрахунками обґрунтовано параметри ґрунтоцементних пальових підпірних конструкцій – довжину паль, діаметр паль, відстань між палями, кут їх нахилу та доцільність об’єднання паль бетонним ростверком. Наукова новизна. Уперше отримано закономірності формування міцності та стійкості ґрунтоцементної підпірної конструкції для укріплення зсувонебезпечних схилів, що дає можливість прогнозування їх геомеханічної стійкості залежно від можливого розташування кривої поверхні ковзання. Також уперше встановлено залежності зміни абсолютних зміщень, відносних деформацій, коефіцієнтів запасу міцності, стійкості та напружень за Мізесом в елементах підпірних конструкцій із ґрунтоцементних паль від кута їх нахилу, відстані між палями та наявності бетонного ростверку, що їх об’єднує. Набули подальшого розвитку методи оцінки та прогнозування зсувонебезпечності ґрунтових схилів, що дозволило обґрунтувати спосіб підвищення коефіцієнта запасу стійкості залежно від варіації параметрів ґрунтоцементної підпірної конструкції. Уперше обґрунтовано параметри способу підвищення стійкості зсувонебезпечного схилу з пальовими підпірними конструкціями на основі комплексного математичного та відцентрового моделювання з використанням реальних ґрунтів зсувонебезпечного схилу та критеріїв подібності. Практична значимість. Автори розробили та запатентували метод укріплення зсувонебезпечних схилів за допомогою ґрунтоцементних паль, об’єднаних бетонним ростверком та розташованих перпендикулярно до вектора руху тіла зсуву.
  • Item
    Study of the Interaction of the Railway Track and the Rolling Stock Under Conditions of Accelerated Movement
    (IOP Publishing, 2020) Hubar, Oleksіy V.; Markul, Ruslan V.; Tiutkin, Oleksii L.; Andrieiev, Volodymyr S.; Arbuzov, Maxim; Kovalchuk, O.
    ENG: Comprehensive studies of the interaction of the railway track and the investigated rolling stock under accelerated conditions have been carried out. The basis of the research was to obtain and substantiate the process of stress state, force interaction of the railway track and the rolling stock under conditions of accelerated movement. Introduction of the new rolling stock into continuous operation is a serious task that must be solved comprehensively. The implementation of this direction significantly affects the reliability of the elements of the railway track. Within the framework of the research, the approach was used that takes into account theoretical and experimental parts of the research using the methodology of prof. O. P. Yershkov. As a result of the studies, average stress values were established: in rails, they variate within the range 44.37...70.99 MPa; in the sleeper, they reach 0.78 MPa; in the ballast layer, they have 0.13 MPa; in the body of the subgrade, they reach 0.04 MPa, which is significantly less than the maxima allowable values. While speed change from 140 to 160 km/h, the values of the studied parameters decrease: vertical force (9.39 %), lateral forces (19.79 %); stresses in the edge of the rail flange (15.86 %); stresses in the edge of the rail head (16.67 %); stresses in the neck of the rail (8.74 %). The obtained results made it possible to form trends and recommendations on the feasibility of further increasing speeds development. At the same time, this made it possible to substantiate in more detail the operation of the railway track in the case of accelerated movement.
  • Item
    Investigation of the Operation of the Railway Track with Reinforced Concrete Sleepers in Curved Sections with Radius R ≤ 350 m
    (Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2020) Markul, Ruslan V.; Hubar, Oleksіy V.; Arbuzov, Maxim; Andrieiev, Volodymyr S.; Tiutkin, Oleksii L.; Savyts’kyy, V.; Ganich, Ruslan Ph.
    ENG: The article presents the results of the research on polygon extension for laying reinforced concrete sleepers under difficult conditions (R≤350 m, mountainous terrain) with ensuring safety traffic and reliable operation of the railway track. Changes in the geometry of the track in the plane with wooden sleepers and Д0 fastener as well as reinforced concrete sleepers with СКД65-Б fastener in the curve with the radius of 350 m were investigated. The results of the research allowed to obtain: - method and algorithm for determining the tapping section of the track gauge extension on reinforced concrete sleepers in curves with radius R ≤ 350 m; - comparative assessment of the track gauge change with the use of Д0 fastener (wooden sleepers) and СКД65-Б fastener (reinforced concrete sleepers) in curves with a radius R ≤ 350 m; - factors impact on the track gauge extension under difficult operating conditions; - empirical dependence of the process of the track gauge width change and the frequency of its adjustment in the cases of СКД65-Б fastener (reinforced concrete sleepers) and Д0 fastener (wooden sleepers) use in curves with radius R ≤ 350 m; - conclusions on the probability and feasibility of concrete sleepers use under mountainous terrain conditions, including difficult operating conditions (R ≤ 350 m).
  • Item
    Підсилення фундаментів автомобільних мостів в контексті проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Тютькін, Олексій Леонідович; Остапенко, Ігор Сергійович
    UKR: Мета. Метою роботи є проведення аналізу існуючих вітчизняних та світових методів підсилення фундаментів автомобільних мостів з врахуванням впливу різних факторів та умов експлуатації зазначених об’єктів в контексті проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу. Методика. Висвітлено проблемні питання забезпечення безперебійного функціонування транспортних напрямків в сучасних умовах. Визначені комплексні заходи, спрямовані на відновлення експлуатації транспортної інфраструктури шляхом оперативного реагування на наявні та виникаючі загрози виведення з ладу транспортних напрямків внаслідок воєнних дій, диверсій, стихійних лих, техногенних аварій. Результати. Узагальнення сучасних світових та вітчизняних методів підсилення фундаментів мостів надало можливості дослідження найбільш ефективних, економічно вигідних та простих у технологічному виконанні конструкцій. Запропоновано чотири напрямки розвитку підсилення фундаментів: 1) збільшення площі обпирання фундаментів мілкого закладання на природних основах; 2) влаштування додаткових пальових фундаментів з об’єднанням їх в загальну конструкційну систему з існуючими фундаментами та спорудженням додаткових опор; 3) підсилення існуючих пальових фундаментів шляхом зміни несучої спроможності основ; 4) влаштування інших конструктивних елементів для забезпечення підсилення існуючих фундаментів мостів. Наукова новизна. Вона полягає в постановці задачі підсилення фундаментів автомобільних мостів в контексті проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу. Практична значимість. На основі результатів проведеного аналізу можна рекомендувати найбільш економічно обґрунтовані та швидко реалізовані методи підсилення фундаментів мостів для прийняття проєктних рішень при реалізації державних програм будівництва та розвитку транспортно-дорожнього комплексу України та в сучасній світовій практиці.
  • Item
    Залежності напружено-деформованого стану фундаментів та основ при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Петренко, Володимир Дмитрович; Харченко, Віталій Валерійович; Терещук, Р. М.; Петров, О. М.
    UKR: Мета. Отримати залежності напружено-деформованого стану (НДС) фундаментів та основ при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин для подальшого аналізу впливу розташування елементів підсилення. Методика. Для визначення параметрів НДС і для отримання його залежностей в фундаментах та основах при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин обрано непідсилений випадок (Варіант 0) та три варіанти його підсилення (Варіант 1, Варіант 2 та Варіант 3). Підсилення виконано ґрунтоцементними палями довжиною 4 м діаметром 0,5 м, створеними на основі буроін’єкційної технології. Для чотирьох варі-антів розроблено відповідні скінченно-елементні моделі. Їх чисельний аналіз проводився із застосуванням професійного ліцензійного комплексу SCAD. Результати. Отримано ізолінії та ізополя переміщень в моделях. Похибка між аналітичним розрахунком та чисельним аналізом складає 3 %, що свідчить про адекват-ність розробленої моделі. Побудовано залежності НДС фундаментів та основ при їх відновленні на основі буроін’єкційних свердловин, які свідчать, що варіантом, який максимально знижує рівень переміщень, є Варіант 1. Аналіз вертикальних переміщень доводить, що вони в центральній точці фундаменту зменшують-ся у 2,05 рази (Варіант 1), 1,87 рази (Варіант 2) та 1,59 рази (Варіант 3). Аналітичні закономірності напруже-ного стану показують стійке падіння горизонтальних напружень у 2,77 рази (Варіант 1), 1,80 рази (Варіант 2) та 1,09 рази (Варіант 3) та стійке зростання вертикальних напружень у 6,20 рази (Варіант 1), 4,06 рази (Варіант 2) та 1,38 рази (Варіант 3). Наукова новизна. Вона полягає в отриманні залежностей відновлення конструкцій фундаментів та основ на базі буроін’єкційних свердловин на основі чисельного аналізу НДС системи «фундамент–основа». Практична значимість. Полягає в обґрунтуванні зміни НДС при варіації розташування елементів відновлення, створених на основі буроін’єкційної технології.
  • Item
    Математические модели в задачах водоснабжения и водоотведения
    (НТУ «Дніпровська політехніка», Дніпро, 2020) Петренко, Владимир Дмитриевич; Нетеса, Николай Иванович; Тютькин, Алексей Леонидович; Громова, Елена Вячеславовна; Кириченко, Павел Сергеевич
    RUS: Цель. Целью работы является разработка численных моделей для расчета гидродинамики течения и массопереноса в песколовке, которая имеет дополнительные конструктивный элементы. Методика исследований. Для решения поставленной задачи использована гидродинамическая модель вихревых течений идеальной жидкости. Для моделирования распространения примеси в песколовке используется двухмерное уравнение конвективно-диффузионного рассеивания примеси в очистном сооружении. Данное уравнение позволяет учесть основные физические факторы, которые влияют на рассеивание примеси в песколовке, а именно: поле скорости потока сточных вод, диффузионный перенос примеси, оседание примеси под действием силы тяжести. Для численного интегрирования моделирующих уравнений используются конечно- разностные схемы. Для расчета уравнения переноса завихренности применяется двухшаговая разностная схема расщепления. Для численного интегрирования уравнения для функции тока применяется многошаговая схема расщепления. Расчет функции тока на каждом шаге расщепления осуществляется по явной схеме. Для численного интегрирования уравнения, описывающего рассеивание примеси в песколовке применяется неявная разностная схема расщепления. Значение концентрации примеси в песколовке рассчитывается также на основе явной формулы. Результаты исследования. Проведен вычислительный эксперимент на базе разработанных численных моделей. Вычислительный эксперимент проведен с целью оценки эффективности очистки сточных вод в песколовке, содержащей ряд дополнительных конструктивных элементов. Представленные результаты численного моделирования показывают, что разработанные численные модели позволяют рассчитать гидродинамику потока и рассеивание примеси в очистных сооружениях, имеющих сложную геометрическую форму. Научная новизна. Представлены эффективные численные модели, которые дают возможность рассчитывать эффективность очистки сточных вод в песколовках, имеющих сложную геометрическую форму. Практическое значение. Построенные численные модели могут использоваться для проведения серийных расчетов по оценке эффективности работы песколовок на стадии их проектирования или при реконструкции уже существующих очистных сооружений.
  • Item
    Research of the Strained State in the "Subgrade – Base" System at the Variation of Deformation Parameters
    (Kaunas Univ. of Technology, Lithuania, 2020) Tiutkin, Oleksii L.; Keršys, R.; Neduzha, Larysa O.
    ENG: When building the railway lines, there are several cases of the subgrade construction, which in the future is the cause of poor operation. It lies in the fact that "diseases": defects and deformations emerge in the subgrade and the base on which it is built. These phenomena are due to the fact that, firstly, the quality of the subgrade is not consistent with the normative deformation parameters, and secondly, the soil foundation of the subgrade is weak. The purpose of this research is to obtain the strained state of the "subgrade – base" system at the variation of the deformation parameters of its elements. For this, finite-element models were developed, in which the track superstructure with assembled rails and sleepers, the subgrade and its base were reproduced. Numerical analysis was carried out in the static position on trainloads. The obtained results of the strained state of the models are components of horizontal and vertical displacements. The results of the research show that the impact of the base with lower deformation parameters is greater than in the subgrade with a reduced, unlike regulatory, the elastic modulus.
  • Item
    К вопросу классификации по грузоподьемности железобетонных арочных пролетных строений железнодорожных мостов
    (ПГАСА, Дніпропетровськ, 2013) Сухоруков, Борис Дмитриевич; Смык, Марина Сергеевна; Попович, Николай Михайлович
    RUS: В статье рассмотрены проблемы, возникающие при классификации по грузоподьемности железобетонных арочных пролетных строений железнодорожных мостов. Ориентируясь на возможности программного комплекса ЛИРА предложен алгоритм определения класса арок численным методом «последовательных приближений». Приведен пример.
  • Item
    О допустимой длине консоли при навесном уравновешенном монтаже пролетного строения из условия ограничения периода собственных колебаний
    (Донбаська національна академія будівництва і архітектури, 2011) Железняк, Глеб Сергеевич; Солдатов, Ким Иванович
    RU: В работе исследовано влияние на частоту собственных вертикальных и горизонтальных колебаний изменения длины консолей при навесном уравновешенном монтаже. Исследование велось по двум расчетным схемам (с учетом масс монтажных кранов и без их учета) на примере двухпролетного пролетного строения по схеме 110+110 м. Для обеих схем учитывалось влияние на частоту расположения промежуточной временной опоры. Определена допустимая длина консоли согласно требованиям нормативных документов.
  • Item
    Prospective Directions of the Development of Loose Medium Mechanics
    (Національна академія наук Укрaїни, Київ, 2020) Bannikov, Dmytro O.; Tiutkin, Oleksii L.
    ENG: At present, in the field of loose medium mechanics there is a rather serious key problem, the absence of a universal theoretical concept for considering the behavior of the loose medium under different practical conditions. Such situation significantly impedes the further development of this industry, since theoretical models of bulk material, which now have been counted about 30, practically conflict with each other. Problem Statement. In practice, such problem leads to numerous cases of failures of structures of various types, as a result of errors in determining the loads from the bulk material. Purpose. Identification and formulation of the main directions of the further development of loose medium mechanics as a separate section of soil mechanics in the composition of geotechnical mechanics. The development of these directions is a solution for overcoming the problem of creating a unified theoretical model of loose medium. Materials and Methods. The systematization and the synthesis of the accumulated information on loose medium mechanics and the development of a universal approach to describing its behavior is the main method to achieve the formulated purpose. Results. Researching in three directions is the main prerequisite for the formation of the concept of loose medium. These directions are the determination of the properties of loose materials; the determination of the pressure ratio; and the development of a model for packing grains of loose material. Conclusions. The discrete-continuum approach shall be basic concept for developing the unified theoretical model of loose medium. At the same time, all properties of loose medium are determined on the basis of its discrete nature; the equations of static equilibrium and the dynamic motion of the loose medium are formed considering it as a homogeneous continuum within a certain volume. Also, the static behavior of loose medium shall be analyzed as a partial case of its dynamic behavior rather than as an individual task with its own parameters.
  • Item
    The New Approach in Evaluating the Mechanism of the Blast Effect and Organizing the Blasting Operations While Tunneling
    (EDP Sciences, 2020) Petrenko, Volodymyr D.; Tiutkin, Oleksii L.; Heletiuk, Ihor; Tkach, Taisiia
    ENG: It is relevant for the organization of blasting operations with consideration to the mechanism of blast effect to justify new provisions due to the emergence of new explosives, means of initiating charges and instrumental measurement of parameters. In view of this, a new approach is needed for evaluating the mechanism of blast effect in the combined application of short-delay and delay-action blastings with a high level of organization and safety. Analyzing the results in the justification of the short-delayed blasting, obtained by many researchers in recent decades, its main advantages and some limitations in its evaluation have been identified. A clear justification for the combined application under seismic safety is provided. New results to explain the mechanism of the blast effect in the combined application of short-delay and delay-action blastings at tunneling facilities have been obtained. They help in the seismic action reduction under the conditions of close city development. Methodological approaches to organize blasting operations at complex facilities in Ukraine implemented during tunneling have been developed.
  • Item
    Prediction of the Stress-Strain State of Circular Workings in a Layered Massif by Scaling
    (EDP Sciences, 2020) Alkhdour, Ahmad M.; Radkevych, Anatolii V.; Tiutkin, Oleksii L.; Bondarenko, Nataliia
    ENG: The scientific and technical task for determining the stress-strain state of mine workings is complicated by the presence of a layered massif. This task assumes particular importance in the case of circular tunneling. During its operation, it is important to predict the change of the stress-strain state for the massif or to carry out the prompt determination in the change of stresses and displacements for the unsupported working. The solution of this geomechanical task allows performing geometrical matching of the working, ensuring its strength and stability in the layered massif. A numerical finite element method based on StructureCAD (SCAD) software package was used to solve it. Four geomechanical systems were calculated: "unsupported working – layered massif". Owing to the obtained results, graphs of stresses and displacements were constructed, which allow to determine these parameters for workings with different geometric parameters and χ-parameter characterizing the ratio of the elasticity modulus of the matrix and the layer. Obtained regularities of change of stresses and displacements for the unsupported working when zooming made it possible to introduce scaling-parameters, which are a dimensionless ratio of the radii for a real system and a system with a unit diameter.
  • Item
    Geotechnical Analysis of Optimal Parameters for Foundations Interacting with Loess Area
    (EDP Sciences, 2020) Dubinchyk, Olha I.; Bannikov, Dmytro O.; Kildieiev, Vitalii R.; Kharchenko, V.
    EN: The article highlights results of the geotechnical analysis of the stress and strain state for the base of a subsoil massif under its interaction with the strip foundations. The massif is represented by loess soils which while soaking give overtime subsidences that complicate the operation of a building or a structure. Through geotechnical iterative research, optimization of the parameters for strip foundations on four axes at a four-storeyed residential building is carried out. Checks are performed on two groups of limiting states for scenarios of soil occurrence in natural, moistened and compacted states. The optimum dimensions in the width of strip foundations are selected, they give approximately the same strain values of the base after the creation of the soil bedding with its layer-by-layer compaction. The relevance of this research is to develop optimal parameters in the design of strip foundations for shallow depth on subsidental loess soils.
  • Item
    Перспективні напрями розвитку механіки сипучого середовища
    (Національна академія наук України (Co. LTD Ukrinformnauka), Київ, 2020) Банніков, Дмитро Олегович; Тютькін, Олексій Леонідович
    UKR: Вступ. На сьогодні в галузі механіки сипучого середовища існує серйозна ключова проблема, яка полягає у відсутності єдиної теоретичної концепції розгляду поведінки сипучого середовища в різних практичних умовах. Це суттєво гальмує подальший розвиток зазначеної галузі, адже окремі теоретичні моделі сипучого матеріалу, яких налічується біля 30, практично не узгоджені між собою. Проблематика. На практиці окреслена проблема призводить до численних випадків відмов та аварій будівельних конструкцій різних типів, що є наслідком помилок при визначенні навантажень від сипучої речовини. Мета. Визначення та формулювання основних сучасних напрямів подальшого розвитку механіки сипучого середовища, як окремого розділу механіки ґрунтів у складі геотехнічної механіки. Розробка цих напрямів є рішенням до подолання проблеми створення єдиної теоретичної моделі сипучої речовини. Матеріали й методи. Систематизація та узагальнення накопиченого масиву інформації щодо механіки сипучого середовища та розробка на основі цього єдиного підходу до опису його поведінки є основним методом досягнення сформульованої мети. Результати. Основними передумовами формування концепції сипучого середовища є проведення досліджень в трьох напрямках: визначення властивостей сипучих матеріалів; визначення коефіцієнту передачі тиску; побудова моделі укладки. Висновки. Базовою концепцією побудови єдиної теоретичної моделі сипучого середовища повинен бути дискретно-континуальний підхід. При цьому всі властивості сипучого середовища визначаються, виходячи з його дискретної природи, а рівняння статичної рівноваги та динамічного руху сипучого середовища формуються, розглядаючи його як однорідне континуальне середовище в межах певного об’єму. Також статична поведінка сипучого середовища має аналізуватися як частковий випадок його динамічної поведінки, а не як окрема самостійна задача зі своїми власними параметрами.
  • Item
    Експрес модель для розрахунку процесу очищення води
    (Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Петренко, Володимир Дмитрович; Нетеса, Микола Іванович; Тютькін, Олексій Леонідович; Громова, Олена Вячеславівна; Шинкаренко, Віктор Іванович; Козачина, Віталій Анатолійович
    UKR: Мета. Використання фізичного експерименту для дослідження процесів масопереносу в спорудах систем водопостачання та каналізації потребує значного часу та є досить вартісним. Тому метою роботи є розробка чисельних моделей для проведення обчислювального експерименту з дослідження процесу масопереносу в піскоуловлювачах. Методика. Для математичного моделювання процесу масопереносу в піскоуловлювачах використано двовимірні рівняння Нав’є–Стокса та двовимірне рівняння масопереносу домішки. Для чисельного інтегрування рівнянь, що описують рух в’язкої нестисливої рідини, використано неявні різницеві схеми розщеплення. Невідомі параметри на кожному кроці розщеплення знайдено за явною залежністю. Для чисельного інтегрування двовимірного рівняння масопереносу використано поперемінно–трикутну різницеву схему розщеплення. Результати. Для проведення обчислювального експерименту на базі побудованої чисельної моделі створено спеціалізований код. Наведено результати обчислювальних експериментів із дослідження процесу масопереносу в піскоуловлювачах з додатковими елементами. З’ясовано, що ефективність очищення води змінюється у випадку використання додаткового елемента на дні піскоуло-влювача. Наукова новизна. Побудовано чисельні моделі, що дають можливість оперативно аналізувати та прогнозувати ефективність роботи піскоуловлювачів, які мають складну геометричну форму. Ці моделі дозволяють урахувати також гідродинаміку течії в очисній споруді. Практична значимість. Запропоновані чисельні моделі можна використовувати на етапі проектування очисних споруд систем каналізації.