Применение численной модели грунта с двойным упрочнением и учетом малых деформаций для расчета осадок резервуаров
Authors: Георгий Владимирович Мосолов , Максим Вадимович Солдатов , Илья Леонидович Димов 
Published: November 2024

В соответствии с требованиями нормативных документов проектирование оснований и фундаментов с использованием расчетных схем «основание – фундамент» является основным способом обеспечения требований надежности. При выполнении расчетов следует учитывать, в том числе пластические свойства грунтов, их физическую нелинейность, а также последовательность строительства сооружения. Известно, что аналитические расчеты фундаментов по деформациям, выполняемые по нормативным методикам, а также вычисления в широко применяемых программных комплексах общестроительного назначения (ЛИРА-САПР, SCAD Office, ЛИРА 10) производятся по упрощенному алгоритму, основанному на итерационном распределении коэффициента постели грунта под фундаментом. Принимая во внимание указанные ограничения расчетов, авторы исследовали вопрос использования для определения осадок фундаментов сооружений (резервуаров) геотехнических программных комплексов, в которых реализованы современные математические аппараты по моделированию грунтов, позволяющие решать задачи по проектированию сооружений на слабых сжимаемых грунтах и получать результаты, пригодные для применения на практике. На примере стального вертикального резервуара для хранения нефтепродуктов показана эффективность численных расчетов с использованием современной модели грунта с упрочнением и учетом малых деформаций – Hardening Soil small strain model (HSs). Применение модели HSs дает возможность уже на стадии выполнения расчетов разработать экономически эффективные проектные решения, позволяющие оптимизировать стоимость и сроки строительства резервуаров.

In accordance with the requirements of the regulatory documents, the design of basements and foundations using the “basement – foundation” design schemes is the main way to ensure reliability requirements. The calculations should take into account, among other things, the plastic properties of soils, their physical nonlinearity, and the sequence of construction of the facility. It is known that the analytical strain calculations of foundations performed according to regulatory methods, as well as calculations in widely used software packages (SWPs) for general construction purpose (LIRA-SAPR, SCAD Office, LIRA 10) are performed according to the simplified algorithm based on iterative distribution of the coefficient of soil reaction under the foundation. Taking into account the above-mentioned limitations of calculations, the authors investigated the issue of using the geotechnical software packages for determining the settlements of foundations of the facilities (tanks), in which advanced mathematical tools for modeling soils are implemented, which allow solving problems of designing facilities on weak compressible soils and obtaining results suitable for practical application. Based on the example of a vertical steel tank for storage of oil products, the efficiency of numerical calculations in SWP PLAXIS with the use of advanced Hardening Soil small strain model (HSs) is demonstrated. Application of the HSs model makes it possible to develop the cost-efficient design solutions that optimize the cost and time of tanks construction even at the design stage.