Книга содержит результаты теоретических исследований и систематических расчётов, связанных с решением разнообразных практических задач теории упругости, гидродинамики, динамики и сейсмики гидротехнических сооружений. Особенностью книги является широкое привлечение и развитие общих методов динамики сплошных сред, стремление дать возможно более точные, достаточно простые и компактные решения. Книга сочетает оригинальные общетеоретические результаты с методами практического расчёта, ориентированными на широкое применение ЭВМ и на использование обобщённых результатов уже выполненных расчётов. Книга рассчитана на научных работников и инженеров, имеющих дело с задачами динамики грунтов и сооружений, с нестационарными задачами гидродинамики и механики сыпучих и двухфазных сред.

В общем комплексе задач современного гидротехнического строительства видное место отводится созданию методов расчёта прочности и устойчивости сооружений при динамических нагрузках.

Природа динамических воздействий может быть разной. Однако почти всегда она связана с необходимостью изучения взаимодействия сооружения с окружающей средой. Движение последней обычно описывается уравнениями механики сплошных сред. Таким образом, развитие методов динамического расчёта гидротехнических сооружений естественно приводит к необходимости изучения задач механики сплошных сред. В простейшем случае последние характеризуются уравнениями математической физики при тех или иных начальных и граничных условиях. Исследование взаимодействия сооружения с окружающей средой обычно выполняется в определённой последовательности. Вначале предполагается, что сооружение обладает абсолютной жёсткостью. Тогда задачи взаимодействия можно отнести к классу дифракционных задач. Затем осуществляется учёт упругих либо упругопластических деформаций сооружения. На этом этапе уточняются действующие нагрузки и оценивается напряжённое состояние сооружения. Решающим при этом является выбор математической модели среды и сооружения.

Как показывают многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, как воздух, так и вода в подобных задачах могут рассматриваться как идеальные среды, характеризуемые двумя константами — плотностью и скоростью звука. Значительно сложнее выбор модели грунта. Многообразие грунтов, недостаточная изученность их физических свойств и сложность математического описания их поведения при тех или иных видах воздействия не позволяют в настоящее время говорить об общепринятом уравнении состояния грунта. Этот вопрос специально обсуждается в книге. Показывается, что при определённых условиях локальное взаимодействие сооружения с грунтом может быть определено на основе модели идеально упругой среды. При этом определяющими константами являются константы Ламе и плотность грунта. Существенно, что реальную многофазную серду — водогазонасыщенный грунт во многих случаях удаётся с достаточной точностью заменить эквивалентной однофазной средой с соответственно изменёнными параметрами…

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предисловие	3

Часть первая
КОЛЕБАНИЯ

Г л а в а п е р в а я. Реальные грунты и их математические модели	7

1-1. Общие понятия	7
1-2. Уравнения состояния скелета грунта	12
1-3. Механика водонасыщенного грунта	30

Г л а в а в т о р а я. Плоская нестационарная задача теории
упругости со смешанными граничными условиями	42

2-1. Постановка задачи о взаимодействии сооружения с грунтом	42
2-2. Приведение контактных задач теории упругости к интегральным
уравнениям 1-го рода в области L-изображений	45
2-3. Построение решений интегральных уравнений 1-го рода плоской
задачи теории упругости. Бесконечные системы линейных
алгебраических уравнений	48
2-4. Асимптотические решения интегральных уравнений Фредгольма
1-го рода плоской динамической задачи теории упругости	54
2-5. Результирующая реакция упругого полупространства при
плоскопараллельном перемещении абсолютно жёсткого штампа	58

Г л а в а т р е т ь я. Осесимметричная динамическая задача теории
упругости со смешанными граничными условиями	61

3-1. Постановка задачи	61
3-2. Асимптотические решения при осесимметричных смещениях,
нормальных к граничной поверхности	64
3-3. Построение решения исходного интегрального уравнения	65
3-4. Результирующая реакция упругого полупространства при движении
жёсткого круглого штампа по нормали к граничной поверхности	67

Г л а в а ч е т в ё р т а я. Реакция упругого полупространства при
движении жёсткого штампа произвольной геометрии	69

4-1. Обобщённая гипотеза плоского отражения	69
4-2. Приближённый метод определения реакции упругого
полупространства	71
4-3. Приближённое решение пространственной задачи теории упругости
для прямоугольного штампа	76
4-4. Сопоставление результатов теории с материалами
экспериментальных исследований	87

Г л а в а п я т а я. Перемещение свободной поверхности при
движении жёсткого штампа	97

5-1. Асимптотические выражения для перемещений свободной поверхности
при движении жёсткого круглого штампа	97
5-2. Приближённая оценка смещений свободной поверхности при движении
жёсткого круглого штампа	98
5-3. Приближённая оценка смещений свободной поверхности при движении
жёсткого штампа прямоугольной формы	102

Г л а в а ш е с т а я. Перемещение тела на границе с упругим
полупространством	106

6-1. Гидродинамические силы, вызванные движением напорной грани
бетонной плотины	106
6-2. Колебания тела на границе с упругим полупространством	111
6-3. Влияние положения центра тяжести на параметры движения твёрдого
тела	118
6-4. Общий случай движения твёрдого тела на границе с упругим
полупространством	124
6-5. Движение сооружения под действием сейсмических возмущений	129
6-6. Учёт гидродинамического давления на напорную грань плотины	133
6-7. Приближённый учёт упругих свойств материала тела при его
взаимодействии с грунтом	138
6-8. Взаимное влияние твёрдых тел, колеблющихся на общем основании	157

Г л а в а с е д ь м а я. Сейсмонапряжённое состояние плотин	170

7-1. Задание сейсмического воздействия	170
7-2. Алгоритмы расчёта напряжённо-деформированного состояния плотин	175
7-3. Сейсмонапряжённое состояние бетонных плотин	178
7-4. Напряжённо-деформированное состояние земляных плотин при
сейсмических воздействиях	201

Часть вторая
БОЛЬШИЕ ДВИЖЕНИЯ

Г л а в а в о с ь м а я. Предельное состояние и течение
водонасыщенной грунтовой среды	218

8-1. Упругопластические деформации среды	218
8-2. Упругопластические явления в слое водонасыщенного грунта при
динамическом воздействии	228
8-3. Движение наклонного слоя разжиженного водонасыщенного песка	232

Г л а в а д е в я т а я. Турбулентное течение	241

9-1. Описание турбулентного движения	241
9-2. Взаимодействие турбулентного потока с руслом	247
Пульсация давления на жёсткой стенке	248
Пульсация касательного напряжения на жёсткой стенке	255
9-3. Условия начала размыва дна потока	261
9-4. Двухфазный турбулентный поток	273

Г л а в а д е с я т а я. Уравнения и алгоритмы для расчёта
нестационарных потоков	283

10-1. Обобщённые одномерные уравнения	283
Обобщённые уравнения Сен-Венана	292
Уравнения Буссинеска	299
10-2. Постановка краевых условий для одномерных уравнений	305
10-3. Разностные схемы для решения одномерных уравнений гидравлики	315
Разностные схемы и алгоритмы решения уравнений Сен-Венана	315
Разностная схема для уравнений Буссинеска	322

Г л а в а о д и н н а д ц а т а я. Примеры расчёта нестационарных
течений	323

11-1. Трансформация длинных волн на откосе и их взаимодействие
с грунтом, слагающим откос	323
11-2. Перелив длинных волн через плотины из грунтовых материалов
и размыв плотин	330
11-3. Формирование и распространение волн при разрушении плотин	348

П р и л о ж е н и е. Метод асимптотически эквивалентных функций	371

Список литературы	378

Книги на ту же тему

Теория и задачи механики сплошных сред, Мейз Д., 1974
Сейсмическое микрорайонирование территорий городов, населённых пунктов и больших строительных площадок, Заалишвили В. Б., 2009
Сингулярные интегральные уравнения: Граничные задачи теории функций и некоторые их приложения к математической физике. — 2-е изд., перераб., Мусхелишвили Н. И., 1962
Аналитические основы расчёта сооружений на сейсмические воздействия, Назаров Ю. П., 2010
Интегральные уравнения в теории упругости, Михлин С. Г., Морозов Н. Ф., Паукшто М. В., 1994
Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения, Ильичёв В. А., Мангушев Р. А., ред., 2014
Вариационное исчисление и интегральные уравнения: Справочное руководство. — 2-е изд., перераб., Цлаф Л. Я., 1970
Гидравлика: Основы механики жидкости. Учебное пособие для вузов, Киселёв П. Г., 1980
Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для студ. гидротехн. спец. вузов. В 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. Ч. I. Глухие плотины, Чугаев Р. Р., 1985
Механика сплошной среды. — 2-е изд., испр. и доп. В 2-х томах (комплект из 2 книг), Седов Л. И., 1973
Гидродинамика нефтяного трещиноватого пласта, Шаймуратов Р. В., 1980
Избранные работы. Речная гидравлика. Теория фильтрации. Аэродинамика и газовая динамика. Горное дело. Теория пластичности. Энергетика, Христианович С. А., 1998
Грунтоведение, основания и фундаменты, Рубинштейн А. Л., 1961
Динамика спортивных сооружений, Назаров Ю. П., 2014
Введение в теорию нелинейных колебаний: Учебное пособие для втузов. — 2-е изд., испр., Бутенин Н. В., Неймарк Ю. И., Фуфаев Н. А., 1987
Теория колебаний, Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., 1981
Математическое моделирование техногенного загрязнения в криолитозоне, Пермяков П. П., Аммосов А. П., 2003
Физика почвы, Нерпин С. В., Чудновский А. Ф., 1967
Водотоки усиленной шероховатости в гидроэлектростроительстве, Каплинский С. В., 1950
Теория руслового процесса, Гришанин К. В., 1972
Моделирование гидрологических процессов, Коваленко В. В., 1993
Инфильтрация воды в почву: Краткий справочник, Кулик В. Я., 1978
Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов, Айзенберг Я. М., 1976
Механика упругих оболочек, Еремеев В. А., Зубов Л. М., 2008
Нелинейные деформации и устойчивость тонких оболочек, Якушев В. Л., 2004
Многослойные анизотропные оболочки и пластины: Изгиб, устойчивость, колебания, Андреев А. Н., Немировский Ю. В., 2001
Устойчивость разностных схем, Самарский А. А., Гулин А. В., 1973
Метод фиктивных областей в задачах математической физики, Вабищевич П. Н., 1991
Моделирование теплоэнергетического оборудования, Кутателадзе С. C., Ляховский Д. Н., Пермяков В. А., 1966
Численное решение задач гидромеханики, Рихтмайер Р., ред., 1977
Введение в теорию течения сжимаемой жидкости, Бай Ши-И, 1962
Турбулентность: новые подходы, Белоцерковский О. М., Опарин А. М., Чечеткин В. М., 2003
Инженерная геотектоника, Несмеянов С. А., 2004
Факторы риска повреждения гидротехнических сооружений. Проблемы безопасности, Малик Л. К., 2005

elapsed time 0.021 sec

/Архитектура. Строительство

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему