Численные методы исследования напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин помогают определять в процессе их эксплуатации на протяжении всего жизненного цикла реальное состояние и уровень безопасности. Результаты этих численных моделей необходимо анализировать и верифицировать с существующими аналитическими методами определения параметров напряженно-деформированного состояния. В исследовании верификация численной модели грунтовой плотины производится в соответствии со свойствами модели Мора – Кулона. Целью настоящего исследования является сравнительный анализ результатов численного моделирования с аналитическими расчетами напряженно-деформированного состояния зонированной грунтовой плотины, расположенной на водопроницаемом однородном наклонном основании. В процессе исследования используются численные методы расчета, которыми обладает программный комплекс GTS NX 2022 R1. В исследовании представлено сравнение результатов, полученных при моделировании объекта гидротехнического назначения численными методами по параметрам порового давления, суммарных перемещений и эквивалентных деформаций, с аналитическими расчетами этих параметров, обозначенными в нормативных документах. Установлено, что расхождения между исследуемыми показателями, полученными численными методами и аналитическим расчетами, существуют. Определено, что при этом их величины с учетом статистической погрешности можно считать удовлетворительными. Установлено, что, несмотря на то, что максимальное расхождение численных расчетов по поровому давлению, перемещениям и деформациям не превышает 8,51 %, данный комплекс можно применять в геотехнических расчетах.
Numerical methods for studying the stress-strain state of earth dams help determine their actual condition and safety level throughout their lifecycle. The results of these numerical models must be analyzed and verified against existing analytical methods for determining stress-strain state parameters. In this study, the numerical model of an earth dam is verified in accordance with the properties of the Mohr-Coulomb model. The objective of this study is to compare the results of numerical modeling with analytical calculations of the stress-strain state of a zoned earth dam located on a permeable homogeneous inclined foundation. The study utilizes numerical calculation methods available in the GTS NX 2022 R1 software package. The study compares the results obtained by numerically modeling a hydraulic structure using pore pressure, total displacements, and equivalent strain parameters with analytical calculations of these parameters specified in regulatory documents. It was established that discrepancies exist between the studied parameters obtained by numerical methods and analytical calculations. However, their values, taking into account statistical error, can be considered satisfactory. It was established that, despite the fact that the maximum discrepancy between the numerical calculations for pore pressure, displacements, and deformations does not exceed 8.51 %, this system can be used in geotechnical calculations.
1. Симонович О.С., Снежко В.Л., Козлов Д.В. Периодичность ремонта низконапорных грунтовых плотин для сохранения их уровня безопасности // Природообустройство. 2020. № 1. С. 59–64. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/periodichnost-remonta-nizkonapornyh-gruntovyh-plotin-dlya-sohraneniya-ih-urovnya-bezopasnosti/viewer (дата обращения: 07.10.2025).DOI: 10.26897/1997-6011/2020-1-59-65.
2. Беллендир Е.Н., Липовецкая Т.Ф., Радченко В.Г., Сапегин Д.Д. Рекомендации российских нормативных документов по обеспечению надежности грунтовых плотин // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2000. Т. 238. С. 5–14. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_9589909_20050790.pdf (дата обращения: 07.10.2025).
3. Титова Т.С., Лонгобарди А., Ахтямов Р.Г., Насырова Э.С. Срок эксплуатации грунтовых плотин // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 1 (69). С. 34–43. URL: https://engstroy.spbstu.ru/userfiles/files/2017/1(69)/03.pdf (дата обращения: 07.10.2025). DOI: 10.18720/MCE.69.3.
4. Качаев А.Е., Турапин С.С. Особенности реконструкции земляных плотин мелиоративных систем // Наука и мир. 2024. № 3. С. 6–10. URL: https://w-science.com/ru/nauka/article/92073/view (дата обращения: 07.10.2025). DOI: 10.26526/2307-9401-2024-3-6-10.
5. Бурцев Р.В., Манухин А.В. Программный комплекс midas gts nx в расчете напряженно-деформированного состояния системы основание – сооружение // Оригинальные исследования. 2020. Т. 10. № 4. С. 10–16. URL: https://ores.su/media/filer_public/7e/77/7e7732cf-c786-43c7-bd33-5f009de1b75d/2_programmnyi_kompleks_midasgtsnx_v_raschete_napriazhenno_deformirovannogo_sostoianiia_sistemy_osnovanie-sooruzhenie.pdf (дата обращения: 07.10.2025).
6. Крутов Д.А. Гидротехнические сооружения: учебник для вузов. М.: Юрайт, 2025. 238 с. URL: https://urait.ru/bcode/567034 (дата обращения: 07.10.2025). ISBN 978-5-534-12898-7.
7. Ким М.С., Селезнева В.Н., Волков С.Н. Базовые модели расчета песчаных и глинистых грунтов в программном комплексе MIDAS GTS NX // Высокие технологии в строительном комплексе. 2023. № 1. С. 24–29. URL: https://cchgeu.ru/upload/science/nauchnye-izdaniya/vysokie-tekhnologii-ekologiya/2023%20(1)%20ВЫСОКИЕ%20ТЕХНОЛОГИИ%20В%20СТРОИТЕЛЬНОМ%20КОМПЛЕКСЕ.pdf (дата обращения: 07.10.2025).
8. Козловский Е.Я., Журавков М.А. Определение и верификация параметров расчетной модели соляных пород с учетом разупрочнения и ползучести // Записки Горного института. 2021. Т. 247. С. 33–38. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-i-verifikatsiya-parametrov-raschetnoy-modeli-solyanyh-porod-s-uchetom-razuprochneniya-i-polzuchesti/viewer (дата обращения: 08.10.2025). DOI: 10.31897/PMI.2021.1.4.
9. СП 39.13330.2012. Плотины из грунтовых материалов / Минстрой России. М.: Стандартинформ, 2012. 100 с.
10. СП 23.13330.2018. Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85: Свод правил. Утв. Приказом Минстроя России от 13.08.2018 № 513/пр.; введен в действие с 14.02.2019. М.: Стандартинформ, 2019. 85 с.
11. ГОСТ 22733-2016. Грунты. Методы определения максимальной плотности / Разработан ООО «ЦНИИЭПжилища»; введ. 01.01.2017. М.: Стандартинформ, 2017. 10 с.
12. Качаев А.Е. Учет деформаций грунтов насыпных плотин при консолидированных расчетах // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2025. № 48. С. 71–74. URL: http://srcms.ru/jarits/48/text/14.pdf (дата обращения: 07.10.2025). DOI: 10.26160/2474-5901-2025-48-71-74.
13. Saikia R., Kanti Dey A. Slope stability analysis of slides at Sonapur using strength reduction method. In: Proceedings of Indian geotechnical conference IGC2016, P. 15–17. URL: https://www.researchgate.net/publication/312032142_Slope_stability_analysis_of_slides_at_Sonapur_using_strength_reduction_method (дата обращения: 08.10.2025).
14. Воронова Н.С., Бежанов С.Г., Воронов С.А., Хангулян Е.В., Цупко О.Ю., Романов А.И. Анализ и представление результатов эксперимента: Учебно-методическое пособие / Под общ. ред. Н.С. Вороновой. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. 120 с. URL: http://library.mephi.ru/pdftunnel.php?Z21FAMILY=%D0%9F%D0%B0%D0%BA%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0&Z21ID=49730&PATH=book-mephi%2FVoronova_Analiz_i_predstavlenie_rezultatov_eksperimenta_2015.pdf (дата обращения: 08.10.2025). ISBN 978-5-7262-2141-0.
15. ГОСТ Р ИСО 16269-4-2017. Статистические методы. Статистическое представление данных. Ч. 4. Выявление и обработка выбросов: национальный стандарт Российской Федерации: дата введения 01.12.2018. М.: Стандартинформ, 2017. 54 с.