CC BY
8
ГИДРАВЛИКА. ГЕОТЕХНИКА. ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ I RESEARCH PAPER УДК 626:627
DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1104-1113
Анализ методов расчета устойчивости ячеистых конструкций
Егор Максимович Терихов, Александр Сергеевич Аншаков
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Ячеистые конструкции широко применяются в мировой практике при решении различных задач. С помощью подобных конструкций возводятся причальные и оградительные сооружения, а также перемычки, позволяющие осушить территорию ниже уровня воды для последующего строительства основных сооружений насухо. В отечественной практике эти сооружения зачастую производятся из шпунтовых профилей с большими моментами инерции и моментами сопротивлений в составе заанкерованных или взаимозаанкерованных тонких стенок. Такое конструктивное решение при значительных глубинах воды требует использования шпунтовых профилей большой мощности и серьезных анкерных устройств, что повышает металлоемкость сооружения. Для временных сооружений существенные материалоемкость и трудозатраты нежелательны. Ячеистые конструкции состоят из плоского шпунта, полости между которыми заполняются грунтом.
Материалы и методы. Осуществлены различные проверки устойчивости варианта ячеистой конструкции, выполненные в соответствии с действующими нормативными документами, также использованы рекомендации к проектированию данных конструкций европейской компании ArcelorMittal, которая имеет обширный опыт проектирования реализованных проектов сооружений с применением данного технического решения. Полученные результаты пока-J2 со зателя устойчивости сравниваются с результатом расчета конечно-элементной модели, проведенного в расчетном
О о комплексе MIDAS FEA NX.
Результаты. На основе расчета трехмерной модели ячеистой конструкции выполнено сравнение с аналитическими N N методами расчетов устойчивости. Аналитический расчет устойчивости по схеме глубинного сдвига в соответствии
g ® с нормативными документами имеет как близкую сходимость коэффициента устойчивости, так и потенциальную по-
> (0 верхность потери устойчивости в сравнении с задачей метода конечных элементов в трехмерной постановке.
с И 2
<л
(9
Выводы. Для расчета устойчивости ячеистых конструкций главным ограничивающим фактором в расчетах высту-
(0 со пает коэффициент устойчивости по схеме глубинного сдвига. . г
? ® КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ячеистые конструкции, расчет устойчивости, МКЭ, MIDAS FEA NX, статические расчеты,
¡g § шпунт, метод конечных элементов, поверхность обрушения, коэффициент устойчивости
Н £
. > ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Терихов Е.М., Аншаков А.С. Анализ методов расчета устойчивости ячеистых конструкций //
¿ Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 7. С. 1104-1113. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1104-1113
с
g "ö Автор, ответственный за переписку: Егор Максимович Терихов, terikhovegor@mail.ru.
Analysis of methods for calculating the stability of cellular structures
o -1=
o a
cd <f
s ^
z J -
w y Egor M. Terikhov, Aleksandr S. Anshakov
~ w Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);
■i ,9 Moscow, Russian Federation
GL U -
g in ABSTRACT
o
|5 Introduction. Cellular structures are widely used in world practice to solve various problems. By means of such structures mooring and barrier constructions, and also the cofferdams are erected which allow to drain territory below a water level
>> for the subsequent construction of the main structures on dry land. In domestic practice, these structures are often made
£ of sheet piling profiles with high moment of inertia and moment of resistance as a part of anchored or interanchored thin
OT ° walls. This design solution requires heavy-duty sheet piling sections and heavy anchoring devices at considerable water
• . depths, which increases the steel intensity of the structure. For temporary structures the material and labor-intensive nature
Sj 3 of the structure is undesirable. The honeycomb construction consists of flat sheet piles with cavities filled with soil.
- W Materials and methods. Various stability tests of the cellular structure variant have been carried out in accordance
with the current regulatory documents; recommendations for the design of these structures by the European company
* ^ ArcelorMittal, which has extensive experience in designing realized projects of structures using this technical solution, have
X -¡s also been used. The stability indicator results are compared with the results of finite-element model calculations performed
¡¡J -J in the MIDAS FEA NX calculation complex.
® ,0 Results. Based on the calculation of a three-dimensional model of a cellular structure, a comparison was made with analyti-
cal methods for calculating stability. The analytical calculation of stability according to the deep shear scheme in accordance
© Е.М. Терихов, А. С. Аншаков, 2023 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
with current regulations has both a close convergence of the stability coefficient and a potential buckling surface in comparison with the FEM problem in a three-dimensional formulation.
Conclusions. The main limiting factor in calculations of stability of cellular structures is the stability coefficient according to the scheme of deep shear.
KEYWORDS: cellular structures, stability analysis, FEM, MIDAS FEA NX, static calculations, sheet pile, finite element method, failure surface, stability coefficient
FOR CITATION: Terikhov E.M., Anshakov A.S. Analysis of methods for calculating the stability of cellular structures. Vest-nik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(7):1104-1113. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7. 1104-1113 (rus.).
Corresponding author: Egor M. Terikhov, terikhovegor@mail.ru.
ВВЕДЕНИЕ
Ячеистые конструкции широко применяются в мировой практике при решении различных задач. С использованием подобных конструкций возводятся причальные и оградительные сооружения [1-12], а также перемычки [13-17], позволяющие осушить территорию ниже уровня воды для последующего строительства основных сооружений насухо [18-22]. В отечественной практике данные сооружения зачастую производятся из шпунтовых профилей с большими моментами инерции и моментами сопротивлений в составе заанкерованных или взаи-мозаанкерованных тонких стенок. Такое конструктивное решение при значительных глубинах воды требует использования шпунтовых профилей большой мощности и серьезных анкерных устройств, что повышает металлоемкость сооружения. Для временных сооружений существенные материалоемкость и трудозатраты нежелательны. Ячеистые конструкции состоят из плоского шпунта, полости между которыми заполняются грунтом. Для погружения плоского шпунта не требуется мощного оборудования, так как шпунтовая свая имеет малый вес и малые площадь поперечного сечения и периметр. После забивки отдельного контура возможна засыпка отдельной ячейки на полную высоту, потому работы можно вести параллельно. Причинами редкого применения ячеистых конструкций могут служить два фактора. Во-первых, в нормативной документации критически мало информации для проектирования таких сооружений, они лишь кратко упоминаются в СП1, где в качестве оценочной характеристики представлена проверка устойчивости по проскальзыванию замков на оси сооружения. Во-вторых, плоские шпунтовые сваи не производятся отечественными заводами, из-за чего приходится пользоваться сваями европейского или китайского производства. При условии появления методик расчета данных конструкций, описывающих в достаточной мере работу сооружения и включения их в нормативные документы, опираясь на иностранный опыт, можно говорить, что в российском проектировании появится прогрессивное решение с ма-
лои материалоемкостью и хорошими показателями устойчивости и долговечности.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В настоящей работе произведены различные проверки устойчивости варианта ячеистой конструкции, выполненные в соответствии с нормативными документами2, 3 4 5, также использованы рекомендации к проектированию таких конструкций европейской компании ArcelorMittal6, которая имеет обширный опыт проектирования реализованных проектов сооружений с применением данного технического решения. Полученные результаты показателя устойчивости сравниваются с результатом расчета конечно-элементной модели, осуществленного в расчетном комплексе MIDAS FEA NX, приведен наиболее приближенный к численному решению аналитический расчет. Такой подход широко применяется при проектировании и оценке устойчивости шпунтовых конструкций в гидротехническом строительстве [23-25].
MIDAS FEA NX — программа, специально разработанная для моделирования взаимодействий между сооружениями и их основаниями на основе метода конечных элементов. FEA NX позволяет выполнить пошаговые расчеты устройства выемок, насыпей, возведения сооружений, загружения и других воздействий, оказывающих непосредственное влияние на проектирование и строительство.
К исследованию принята цилиндрическая ячеистая конструкция сооружения перемычки из шпунта AS 500-9.5. Так как российских нормативов и сортаментов на конструкции данного типа не разработано, использован сортамент компании ArcelorMittal. Характерные размеры конструкции
1 СП 287.1325800.2016. Сооружения морские причальные. Правила проектирования и строительства.
2 СП 16.13330.2017. Стальные конструкции.
3 СП 38.13330.2018. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).
4 СП 101.13330.2012. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения.
5 СП 23.13330.2018. Основания гидротехнических сооружений.
< П
8 8
i Н *к
G Г
0 СЯ
§ (Л
1 Z
y 1
J со
u-
^ I
n °
O 3 О
=¡ (
O i o §
E M § 2
n 0
o 6
Г ra t (
0 )
ii
® 00
os в
■ г
s □
s У с о
1 к
О О 10 10 U W
6 Arcelor Mittal Piling Handbook, 9th ed.
(О (О
сч N
О о
N N
¡г ш
U 3 > (Л С И
U оо
. г
« (U j
<D (D
О ё
---' "t^
о
о У
™ . °
от «
от IE
— -ь^
Е is
^ с
ю °
S ц
о Е
СП ^
т- ^
от от
«г?
£ ^ Е!
О И
приведены на рис. 1, а сечение принятого в расчетах шпунта на рис. 2.
В качестве расчетных геометрических размеров по сортаменту приняты:
Ж = 17,80 м, х = 25,48 м, г = 20,49 м,
е 7 7 7 7 а 7
г = 4,22 м, ё = 0,43 м.
т 7 У
Сооружение представляет собой перемычку, возводимую с воды. После забивки шпунта и заполнения ячеек конструкции грунтом засыпки с одной стороны производится выемка грунта основания с последующим осушением котлована. Таким образом сооружение воспринимает напор воды со стороны акватории и давление грунта.
Расчетное сечение приведено на рис. 3.
Твердотельный грунт в расчетной модели выполнен из трехмерных элементов в форме тетраэдров и гексаэдров с 4 и 5 узлами соответственно с помощью модели материала Мора - Кулона. Плоский шпунт ячеек изготовлен из двухмерных элементов оболочки прямоугольной формы (с 4 узлами) с применением линейно-упругой модели материала. Для моделирования контакта шпунта с грунтом использовались элементы интерфейса, применяемые программой для моделирования взаимодействия между поверхностями или линиями разграничения. Для задания прочностных параметров контакта использовался коэффициент понижения 0,33 от значений прочностных характеристик грунта.
В качестве нагрузок в расчетной модели применялись давление воды на поверхность и нагрузка от собственного веса. В модели задавались граничные условия по перемещениям и поровому давлению. Граничные условия по перемещениям заданы одноузловыми связями на границах расчетной модели. Граничные условия порового давления задавались одноузловыми связями с указанием уровня воды в модели. В последней расчетной фазе для моделирования водопонижения на поверхности дна котлована задавалось нулевое значение порового давления.
С целью упрощения расчетной схемы для моделирования грунта основания и засыпки использовались одинаковые характеристики. Характеристики применяемых в модели материалов приведены в таблице.
Длина и глубина погружения шпунта, глубина котлована в расчетной модели соответствуют рис. 3, высота основания составляет 40 м. Размеры модели в плане 140 х 102 м. Общий вид конечно-элементной модели приведен на рис. 4. В составе модели 99 027 трехмерных элементов, моделирующих грунт; 8464 двухмерных элементов, моделирующих шпунтовое ограждение; 13 392 интерфейсных элемента и 13 467 одномерных элементов жестких связей. Суммарно в модели 91 474 узла, 120 883 элемента, 300 486 степеней свободы.
Рис. 1. Основные размеры конструкции ячеистой цилиндрической перемычки: W — эквивалентная (расчетная) ширина; x — длина одной составной части системы; ra — радиус дуги соединительной ячейки; rm — радиус основной ячейки; dy — отступ в плане квадранта основной ячейки от квадранта дуги соединительной ячейки
Fig. 1. The main dimensions of the structure of a cellular cylindrical bulkhead: W — equivalent (design) width; x — length of one system; ra — radius of the connecting cell arc; r — radius of the main cell; d — offset in the plane
7 m У
of the main chamber quadrant from the arc quadrant of the connecting chamber
Рис. 2. Сечение шпунта AS 500-9.5: t = 9,5 мм; b = 500 мм
Fig. 2. Characteristics of AS 500-9.5 straight-web sheet piles cross section: t = 9.5 mm; b = 500 mm
+0,000 +3,000 J,
-8,000 -10,000
-15,000
-20,000
Рис. 3. Расчетное сечение Fig. 3. Calculated cross-section
Характеристики материалов Material properties
Наименование материала Material name Модель материала Material model Модуль упругости E, МПа Elastic modulus E, MPa Коэффициент Пуассона v Poesson's ratio v Удельный вес сухого материала y, кН/м3 Unit weight у, kN/m3 Удельный вес в водонасыщенном состоянии Y , кН/м3 ' sal7 Unit weight (saturated) Ysat, kN/m3 Коэффициент пористости e Void ratio e Удельное сцепление c, кПа Cohesion c, kPa Угол внутреннего трения ф, ° Frictional angle ф, °
Песок Sand Модель Мора - Кулона Mohr - Coulomb 34 0,3 17 18 0.5 0 31
Сталь Steel Упругая модель Elastic 210 000 0,3 76,5 - - - 0
Рис. 4. Общий вид конечно-элементной расчетной модели Fig. 4. General view of the finite element calculation model
Расчет конечно-элементной модели в трехмерной постановке производился с учетом стадий возведения, приведенных на рис. 5.
Для определения расчетного коэффициента устойчивости использовался метод понижения прочностных характеристик (strength reduction method), суть которого состоит в последовательном понижении прочностных характеристик материалов расчетной модели. Если в процессе расчета итерации система находится в равновесии, начинается следующая итерация. Коэффициент устойчивости равен понижающему коэффициенту прочностных характеристик материалов в последней сошедшей итерации решения.
< п 8 8 i Н kK
d
к
0 СО n СО
1 Z
У 1
J CD
u -
^ I
n °
o O =¡ (
O? o n
CO
со
0)
Рис. 5. Фазы расчета: a — исходные условия; b — забивка шпунта; c — заполнение ячеек грунтом; d — выемка грунта и водопонижение
Fig. 5. Calculation phases: a — initial conditions; b — pile driving; c — filling cells with soil; d — excavation and water drawdown
i\j со о
«б >86 c я
h о
С n
0 )
ii
® 00
OS В ■ T
(Л У
с о
1 к
О О 10 10 U W
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Результаты расчета перемещений на последней стадии приведены на рис. 6. Максимальные горизонтальные перемещения составили 19,84 см, максимальные вертикальные перемещения — 19,40 см, что для ограждения котлована является допустимым. Результаты расчета усилий приведены на рис. 7, 8. Результаты расчета эквивалентных напряжений по Мизесу — на рис. 9.
Как видно из результатов расчета усилий, на стадии экскавации усилия максимальные.
Из рис. 9 очевидно, что шпунт для сооружения должен иметь расчетное сопротивление не менее 320 МПа, в соответствии с СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции» необходимо применять сталь С345Б, согласно рекомендациям Агсе1огМйМ — S 320GP
В результате фильтрационных расчетов получен уровень воды в ячейке на отметке ~8,00 м, распределение порового давления приведено на рис. 10.
ЕД
Ax
(О (О
N N
О О
N N
К ш U 3
> (Л
с и
(0 00
. г
« (И
j
Ф ф
О ё
---' "t^
о
о У
о со <М
Рис. 6. Результаты расчета перемещений Fig. 6. Results of displacement calculation
со " со E
E о
CL° ^ с ю °
S ц
о E a> ^
£
со °
El
О И
Рис. 7. Горизонтальные усилия в оболочке на стадиях засыпки и выемки котлована с осушением Fig. 7. Shell horizontal forces at the stages of backfilling and excavation of the pit with drainage
Рис. 8. Вертикальные усилия в оболочке на стадиях засыпки и выемки котлована с осушением
Fig. 8. Shell vertical forces at the stages of backfilling and excavation of the pit with drainage
Рис. 10. Распределение порового давления Fig. 10. Pore pressure distribution
По окончании последней фазы расчета произведено определение коэффициента устойчивости методом понижения прочностных характеристик (strength reduction method). Коэффициент устойчивости в результате расчета составил 1,932. Полученная в итоге расчета поверхность обрушения представлена на рис. 11.
Рис. 9. Эквивалентные напряжения по Мизесу в оболочке на последней стадии расчета Fig. 9. Equivalent Mises stresses in the shell at the last stage of calculation
Рис. 11. Распределение сдвиговых деформаций на последней итерации расчета устойчивости Fig. 11. Distribution of shear deformations in the last iteration of the stability calculation
Форма поверхности обрушения представляет собой потерю устойчивости по схеме глубинного сдвига. Расчет устойчивости по данной схеме для гидротехнических сооружений в нормативной документации представлен в СП 23.13330.2018 «Основания гидротехнических сооружений». Результатом данного расчета является график несущей способности основания — зависимость предельного сдвигающего усилия на единицу расчетной ширины подошвы сооружения от вертикального усилия на единицу расчетной ширины подошвы сооружения.
Расчетная схема не подразумевает значительного погружения расчетного сооружения, для учета боковое давление грунта со стороны моря входит в сдвигающее усилие, а грунт выше отметки погружения шпунта со стороны котлована учитывается за счет введения дополнительной вертикальной распределенной нагрузки на сдвигающееся тело.
§ °
О 3 o о
zs (
О i о §
§ 2 n 0
о 6
r 6 t (
О )
f!
® 00
oe в ■ т
s У с о
DD К , ,
M 2
О О
10 10
U W
Расчетная схема с приведенной на ней потенциальной поверхностью обрушения с наименьшей несущей способностью приведена на рис. 12. График несущей способности основания показан на рис. 13.
В результате аналитического расчета коэффициент устойчивости составил 1,82.
Итоги проведенных расчетов показывают, что сооружение соответствует требованиям прочности и устойчивости.
Сравнение графических результатов устойчивости, полученных численным и аналитическим методами, путем наложения друг на друга приведено на рис. 14.
Как видно из рис. 14, характер потери устойчивости, полученный численным и аналитическим методом, довольно схож, однако коэффициент устойчивости и характерные размеры сдвигающегося тела несколько отличаются.
(О (О
N N
О О
N N
К ш U 3
> (Л
с и
U 00 . г
e (U j
Ф ф
О ё
---' "t^
о
о У
(Л (Л
£ w
S!
О И
Рис. 12. Потенциальная поверхность обрушения с наименьшей несущей способностью Fig. 12. Potential collapse surface with the lowest bearing capacity
2000 1800 ~ 1600 ? 1400 - 1200 = 1000 s 800 г 600 J 400 200
0
Расчетные значения Estimated values
[JHA4fcHHt AJ; [ЗНАЧЕНИЕ Y]
Tlim =
2000
4000
6000 8000 10 000 12 000 14 ООО 16 000 о, кН/m3 / kN/m-
Рис. 13. График несущей способности основания Fig. 13. Graph of the bearing capacity of the base
со " со IE
E о
CL° ^ с Ю °
s ц
о E
СП ^
Рис. 14. Наложение полученных очертаний сдвигающегося тела: 1 — граница расчетной схемы при аналитическом расчете; 2 — поверхность потери устойчивости, полученная аналитическим расчетом; 3 — предполагаемое из допущений расчета продолжение поверхности потери устойчивости
Fig. 14. Imposition of the resulting outlines of the shifting body: 1 — the boundary of the calculation scheme in analytical calculation; 2 — stability loss surface obtained by analytical calculation; 3 is the expected continuation of the stability loss surface from the assumptions of the calculation
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
Для заданных параметров сооружения по результатам сравнения расчета устойчивости методом конечных элементов и аналитических расчетов, приведенных в нормативной литературе, потеря устойчивости по схеме глубинного сдвига наиболее близко описывает работу конструкции. При проектировании в первом приближении ячеистых конструкций перемычек стоит ориентироваться на результаты аналитического расчета устойчивости по данной схеме.
Тем не менее аналитические расчеты на данный момент не могут обеспечить требуемой сходимости результатов расчета с трехмерной моделью. Разница в полученных результатах обуславливается принятыми для аналитического расчета допущениями, в том числе геометрическими, так как яче-
истые сооружения являются пространственными конструкциями из шпунта малой жесткости, заполненными грунтом без днища, которые в аналитических расчетах представляются сплошным недефор-мируемым твердым телом.
Несомненно, при изменении нагрузок или в других условиях строительства напряженно-деформированное состояние сооружения может отличаться от результатов, приведенных в этой статьи. В дальнейшем следует произвести более обширные исследования конструкции, варьируя параметры, такие как: диаметр ячеек, глубина погружения шпунта, наличие или отсутствие перепада уровней воды, характеристики грунтов и наличие нескольких слоев грунта.
Дальнейшие исследования позволят усовершенствовать аналитические расчеты в случае ячеистых конструкций, что облегчит их проектирование.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Левачев С.Н., Корчагин Е.А., Пиляев С.И., Кантаржи И.Г., Шурухин Л.А. Порты и портовые сооружения : учебное издание. М. : Изд-во АСВ, 2015. 536 с.
2. Smith T.W., Page M.J., Carchedi D.R. Cellular Pier rehabilitation design // Ports 2022. 2022. DOI: 10.1061/9780784484395.012
3. Zhang Y., Li S., Li H., Li K., Han M. Installation design of a large tubular caisson in the spatially varying seabed // Ocean Engineering. 2022. Vol. 246. P. 110626. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.110626
4. Liu R., Yuan Y., Fu D., Sun G. Numerical investigation to the cyclic loading effect on capacities of the offshore embedded circular foundation in clay // Applied Ocean Research. 2022. Vol. 119. P. 103022. DOI: 10.1016/j.apor.2021.103022
5. Wu Y., Li D., Yang Q., Zhang Y. Resistance to skirt-tip with external bevels of suction caissons penetrating clay // Ocean Engineering. 2022. Vol. 249. P. 110909. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.110909
6. Song L., Zhao H., Li J., Yang Q. Failure mode and mechanism of large cylinder structures for artificial islands on soft clay // Applied Ocean Research. 2022. Vol. 119. P. 103032. DOI: 10.1016/j.apor.2021.103032
7. Xiao Z., Song L., Li J. Stability of the large cylindrical structures in Hong Kong-Zhuhai-Macao bridge: A case study // Applied Ocean Research. 2020. Vol. 97. P. 102092. DOI: 10.1016/j.apor.2020.102092
8. DagliB.Y., YigitM.E., Gokku§ U. Behaviour of large cylindrical offshore structures subjected to wave loads // TEM Journal. 2020. Vol. 6. Issue 3. Pp. 550557. DOI: 10.18421/TEM63-16
9. Xiao Z., Wang Y.Z., Ji C.N., Huang T.K., Shan X. Stability analysis of large cylindrical structure for strengthening soft foundation under wave load //
Yantu Lixue/Rock and Soil Mechanics. 2010. Vol. 31. Issue 8. Pp. 2648-2654.
V n
10. Kim J., Jeong Y.J., Park M.S. Structural be- e ®
to o
haviors of cylindrical cofferdam with plane and corru- J H gated cross section under offshore conditions // Interna- c |
9 "
tional Journal of Emerging Technology and Advanced g g
Engineering. 2017. Vol. 7. Issue 9. Pp. 334-340. U C
c y
11. Kim J., Jeong Y.-J., Park M.-S., Song S. • . Structural analysis of offshore cofferdam subjected to o S wave load and suction pressure // Open Journal of Civil l z Engineering. 2018. Vol. 08. Issue 04. Pp. 555-569. 00 9 DOI: 10.4236/ojce.2018.84040 0 00
12. Kim J., Jeong Y.-J., Park M.-S., Song S. Nu- Z 3
o z
merical investigation on buckling behavior of suction- z p
installed cofferdam // International Journal of Engineer- o
ing Research & Technology (IJERT). 2018. Vol. 07. | S
Issue 11. DOI: 10.17577/IJERTV7IS110103 | N
13. Gahlot R., John R., Zemse R. Cofferdams- 0 2 forces analysis and design criteria // International Jour- d — nal of Engineering Research and Science. 2014. Vol. 5. > §§ Issue 12. i °
<—i- '—v
14. Ciammaichella M., Tantalla J. Temporary t l cellular cofferdam design, installation and removal at Z e Willow Island hydroelectric project // Proceedings of ^Z HydroVision. 2014. Pp. 2-7. | o
15. Weinmann T., NyrenR., Marr W.A. Exposure of 3 1 deep foundations for the Kentucky lock addition project // 1 P IFCEE 2015. 2015. DOI: 10.1061/9780784479087.234 I ™
16. Bittner R., Kirk N. Cofferdam solution for S y
steeply sloping rock using flat-sheet piles // Proceed- § k
ings of the 39th Annual Conference on Deep Founda- , ,
tions. 2014. 0 0
o o
17. Geotechnical design parameters for retain- 3 3 ing walls, sound barrier walls and non-critical slopes.
Staunton Materials Section, VDOT Staunton District. Virginia Department of Transportation. 2013.
18. Yazdani M., Azad A., Farshi A.H., Tala-tahari S. Extended "Mononobe-Okabe" method for seismic design of retaining walls // Journal of Applied Mathematics. 2013. Vol. 2013. Pp. 1-10. DOI: 10.1155/2013/136132
19. Warrick J.A., Bountry J.A., East A.E., Magirl C.S., Randle T.J., Gelfenbaum G. et al. Large-scale dam removal on the Elwha River, Washington, USA: Source-to-sink sediment budget and synthesis // Geomorphology. 2015. Vol. 246. Pp. 729-750. DOI: 10.1016/j.geomorph.2015.01.010
20. Tockner K., Zarfl C., Alex E., Berlekamp J., Tydecks L. Future boom in hydropower dam construction will change the global map (Slides) // 17th International River symposium: ExcellenceCollaboration-Integration. 2014. Pp. 1-8.
21. RoseA.T. Using the 1911 Austin dam failure case history in undergraduate teaching // 7th Interna-
tional Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering, Scholars' Min 46. 2013.
22. Mohan R., Doody J.P., Patmont C., Gardner R., Shellenberger A. Review of Environmental Dredging in North America: Current Practice and Lessons Learned // Journal of Dredging (Official Journal of the Western Dredging Association). 2016. Vol. 15. No. 2. Pp. 29-50.
23. Saba M.R., Al-Humairi B.A. Finite element model to study the deformation of circular cellular cofferdams by using ansys program // Journal of Babylon University/Engineering Sciences. 2014. Vol. 22. No. 1. Pp. 122-132.
24. Prassetyo S.H., Gutierrez M. Cellular cofferdams as permanent hydropower dam structures // 2018 U.S. Society on Dams Conference and Exhibition. 2018.
25. Al-Taee K.N., Al-Rammahi S.H. Stability Analysis of Cellular Retaining Structure by PLAXIS Finite Element Code // The Iraqi Journal For Mechanical And Material Engineering. 2018. Special Issue (D).
W (O
N N
О О
N N
¡É (V U 3 > (Л
с и
U 00 . г
« Щ j
<D <1J
Поступила в редакцию 17 апреля 2023 г. Принята в доработанном виде 25 апреля 2023 г. Одобрена для публикации 6 июня 2023 г.
Об авторах: Егор Максимович Терихов — студент; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; ResearcherlD: HTQ-6323-2023; terikhovegor@mail.ru;
Александр Сергеевич Аншаков — кандидат технических наук, преподаватель кафедры гидравлики и гидротехнического строительства; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 864818, Scopus: 57202806387, ResearcherlD: ABA-6753-2020, ORCID: 0000-0002-0437-3109; anshakov.aleks.xx@yandex.ru.
Вклад авторов: авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
о ё
---' "t^
о
о У
REFERENCES
S с z ■ i
ОТ Ц
от Е
Е о
^ с ю °
S 1
о Е
СП ^ т- ^
от от
N
г
S!
О И
1. Levachev S.N., Korchagin E.A., Pilyaev S.I., Cathargy I.G., Shurukhin L.A. Ports and Port Facilities: Educational Edition. Moscow, ASV Publishing House, 2015; 536. (rus.).
2. Smith T.W., Page M.J., Carchedi D.R. Cellular Pier rehabilitation design. Ports 2022. 2022. DOI: 10.1061/9780784484395.012
3. Zhang Y., Li S., Li H., Li K., Han M. Installation design of a large tubular caisson in the spatially varying seabed. Ocean Engineering. 2022; 246:110626. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.110626
4. Liu R., Yuan Y., Fu D., Sun G. Numerical investigation to the cyclic loading effect on capacities of the offshore embedded circular foundation in clay. Applied Ocean Research. 2022; 119:103022. DOI: 10.1016/j.apor.2021.103022
5. Wu Y., Li D., Yang Q., Zhang Y. Resistance to skirt-tip with external bevels of suction caissons pen-
etrating clay. Ocean Engineering. 2022; 249:110909. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.110909
6. Song L., Zhao H., Li J., Yang Q. Failure mode and mechanism of large cylinder structures for artificial islands on soft clay. Applied Ocean Research. 2022; 119:103032. DOI: 10.1016/j.apor.2021.103032
7. Xiao Z., Song L., Li J. Stability of the large cylindrical structures in Hong Kong-Zhuhai-Macao bridge: A case study. Applied Ocean Research. 2020; 97:102092. DOI: 10.1016/j.apor.2020.102092
8. Dagli B.Y., Yigit M.E., Gôkkuç U. Behaviour of large cylindrical offshore structures subjected to wave loads. TEM Journal. 2020; 6(3):550-557. DOI: 10.18421/TEM63-16
9. Xiao Z., Wang Y.Z., Ji C.N., Huang T.K., ShanX. Stability analysis of large cylindrical structure for strengthening soft foundation under wave load. Yantu Lixue/Rock and Soil Mechanics. 2010; 31(8):2648-2654.
10. Kim J., Jeong Y.J., Park M.S. Structural behaviors of cylindrical cofferdam with plane and corrugated cross section under offshore conditions. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 2017; 7(9):334-340.
11. Kim J., Jeong Y.-J., Park M.-S., Song S. Structural analysis of offshore cofferdam subjected to wave load and suction pressure. Open Journal of Civil Engineering. 2018; 08(04):555-569. DOI: 10.4236/ ojce.2018.84040
12. Kim J., Jeong Y.-J., Park M.-S., Song S. Numerical investigation on buckling behavior of suction-installed cofferdam. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). 2018; 07:11. DOI: 10.17577/IJERTV7IS110103
13. Gahlot R., John R., Zemse R. Cofferdams-forces analysis and design criteria. Int. J. Sci. Eng. Res. 2014; 5(12).
14. Ciammaichella M., Tantalla J. Temporary cellular cofferdam design, installation and removal at Willow Island hydroelectric project. Proceedings of HydroVision. 2014; 2-7.
15. Weinmann T., Nyren R., Marr W.A. Exposure of deep foundations for the Kentucky lock addition project. IFCEE 2015. 2015. DOI: 10.1061/ 9780784479087.234
16. Bittner R., Kirk N. Cofferdam solution for steeply sloping rock using flat-sheet piles. Proceedings of the 39th Annual Conference on Deep Foundations. 2014.
17. Geotechnical design parameters for retaining walls, sound barrier walls and non-critical slopes. Staunton Materials Section, VDOT Staunton District. Virginia Department of Transportation. 2013.
Received April 17, 2023.
Adopted in revised form on April 25 2023.
Approved for publication on June 6, 2023.
Bionotes: Egor M. Terikhov — student; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ResearcherlD: HTQ-6323-2023; terikhovegor@mail.ru;
Aleksandr S. Anshakov — Candidate of Technical Sciences, lecturer of the Department of Hydraulics and Hydraulic Engineering; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RSCI: 864818, Scopus: 57202806387, ResearcherlD: ABA-6753-2020, ORCID: 0000-0002-0437-3109; anshakov.aleks.xx@yandex.ru.
Contribution of the authors: all of the authors made equivalent contributions to the publication. The authors declare that there is no conflict of interest.
18. Yazdani M., Azad A., Farshi A.H., Talataha-ri S. Extended "Mononobe-Okabe" Method for Seismic Design of Retaining Walls. Journal of Applied Mathematics. 2013; 2013:1-10. DOI: 10.1155/2013/136132
19. Warrick J.A., Bountry J.A., East A.E., Magirl C.S., Randle T.J., Gelfenbaum G. et al. Large-scale dam removal on the Elwha River, Washington, USA: Source-to-sink sediment budget and synthesis. Geo-morphology. 2015; 246:729-750. DOI: 10.1016/j.geo-morph.2015.01.010
20. Tockner K., Zarfl C., Alex E., Berlekamp J., Tydecks L. Future boom in hydropower dam construction will change the global map (Slides). 17th International River symposium: ExcellenceCollaboration-Inte-gration. 2014; 1-8.
21. Rose A.T. Using the 1911 Austin dam failure case history in undergraduate teaching. 7th International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering, Scholars'Min 46. 2013.
22. Mohan R., Doody J.P., Patmont C., Gardner R., Shellenberger A. Review of environmental dredging in North America: Current practice and lessons learned. Journal of Dredging (Official Journal of the Western Dredging Association). 2016; 15(2):29-50.
23. Saba M.R., Al-Humairi B.A. Finite element model to study the deformation of circular cellular cofferdams by using ansys program. Journal of Babylon University/Engineering Sciences. 2014; 22(1):122-132.
24. Prassetyo S.H., Gutierrez M. Cellular cofferdams as permanent hydropower dam structures. 2018 U.S. Society on Dams Conference and Exhibition. 2018.
25. Al-Taee K.N., Al-Rammahi S.H. Stability analysis of cellular retaining structure by PLAXIS finite element code. The Iraqi Journal For Mechanical And Material Engineering. 2018; Special Issue (D).
< П
i H * к
G Г
S 2
0 ся § сл
1 о
y 1
J со
u-
^ I
n °
О 3 o
zs (
о H
о §
E M § 2
n 0
о 6
r 6 t (
0 )
ii
® 00
oe В
■ T
s У с о
1 к
M 2 О О 10 10 U W
