О роли дефектов покрытия в виде трещин на предмет разрушения предоползневой структуры

Авторы

  • Бабешко В.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Евдокимова О.В. Южный научный центр РАН, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Бабешко О.М. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Хрипков Д.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Бушуева О.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Евдокимов В.С. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Телятников И.С. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Уафа С.Б. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Российская Федерация

УДК

539.3

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-1-23-31

Аннотация

В работе дается построение методом блочного элемента модели предоползневого состояния блочной структуры, состоящей из водонасыщенной среды и упругого покрытия, с учетом образования трещины в покрытии.

Пространственная предоползневая структура занимает неограниченную цилиндрическую область, в сечении которой находится третий квадрант. Она заполнена средой, описываемой анизотропным уравнением Гельмгольца, предельно текучей среди других водонасыщенных сред. С учетом физико-механических свойств предоползневой структуры она представляет вертикальную деформируемую сдерживающую стенку с деформируемым горизонтальным покрытием, называемые саркофагом оползневой среды. Для построения адекватной сформулированной модели рассматривается граничная задача для трехмерного уравнения Гельмгольца в указанной области с учетом наличия деформируемых стенки и покрытия. Методом блочного элемента строится точное решение граничной задачи для принятых покрытий на границе из мембраны. Исследуются свойства трещины, образовавшейся в мембране саркофага, и последствия ее развития для разрушения предоползневой структуры в построенной модели. Все результаты, построенные для уравнений Гельмгольца, благодаря подходу, изложенному в публикациях авторов по представлению решений граничных задач для системы уравнений Ламе с помощью блочных элементов для уравнения Гельмгольца, переносятся на материалы различных реологических свойств.

Ключевые слова:

оползневые явления, метод блочного элемента, граничная задача, мембранная поверхность трещины, анизотропное уравнение Гельмгольца, псевдодифференциальные уравнения

Информация о финансировании

Отдельные фрагменты работы выполнены в рамках реализации Госзадания на 2021 г. Минобрнауки (проект FZEN-2020-0022), ЮНЦ РАН (проект 00-20-13) № госрег. 01201354241, и при поддержке грантов РФФИ (проекты 19-41-230003, 19-41-230004, 19-48-230014, 18-05-80008).

Информация об авторах

  • Владимир Андреевич Бабешко

    академик РАН, д-р физ.-мат. наук, заведующий кафедрой математического моделирования Кубанского государственного университета, руководитель научных направлений математики и механики Южного научного центра РАН

  • Ольга Владимировна Евдокимова

    д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник Южного научного центра РАН

  • Ольга Мефодиевна Бабешко

    д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник научно-исследовательского центра прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф Кубанского государственного университета

  • Дмитрий Александрович Хрипков

    научный сотрудник Кубанского государственного университета

  • Ольга Алексеевна Бушуева

    студентка магистратуры факультета компьютерных технологий и математики Кубанского государственного университета

  • Владимир Сергеевич Евдокимов

    студент Кубанского государственного университета, лаборант Южного научного центра РАН

  • Илья Сергеевич Телятников

    канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник лаборатории математики и механики Южного научного центра РАН

  • Самир Баширович Уафа

    младший научный сотрудник Южного научного центра РАН

Библиографические ссылки

  1. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 502 с. [Brekhovskikh L.M. Volny v sloistykh sredakh [Waves in layered media]. Nauka, Moscow, 1973. (In Russian)]
  2. Бабич В.М. О коротковолновой асимптотике функции Грина для уравнения Гельмгольца // Математический сборник. 1964. Т. 65. С. 577–630. [Babich V.M. O korotkovolnovoy asimptotike funktsii Grina dlya uravneniya Gel'mgol'tsa [On the short-wave asymptotics of the Green's function for the Helmholtz equation]. Matematicheskiy sbornik [Sbornik: Mathematics], 1964, vol. 65, pp. 577–630. (In Russian)]
  3. Бабич В.М., Булдырев В.С. Асимптотические методы в проблеме дифракции коротких волн. М.: Наука, 1972. 256 с. [Babich V.M., Buldyrev V.S. Asimptoticheskie metody v probleme difraktsii korotkikh voln [Asymptotic methods in the problem of short wave diffraction]. Nauka, Moscow, 1972. (In Russian)]
  4. Мухина И.В. Приближенное сведение к уравнениям Гельмгольца уравнений теории упругости и электродинамики для неоднородных сред // ПММ. 1972. Т. 36. С. 667–671. [Mukhina I.V. Priblizhennoe svedenie k uravneniyam Gel'mgol'tsa uravneniy teorii uprugosti i elektrodinamiki dlya neodnorodnykh sred [Approximate reduction to the Helmholtz equations of the equations of the theory of elasticity and electrodynamics for inhomogeneous media]. Prikladnaya matematika i mekhanika [Applied Mathematics and Mechanics], 1972, vol. 36, pp. 667–671. (In Russian)]
  5. Молотков Л.А. Исследование распространения волн в пористых и трещиноватых средах на основе эффективных моделей Био и слоистых сред. С.-Пб.-М.: Наука, 2001. 348 с. [Molotkov L.A. Issledovanie rasprostraneniya voln v poristykh i treshchinovatykh sredakh na osnove effektivnykh modeley Bio i sloistykh sred [Study of wave propagation in porous and fractured media based on effective Biot models and layered media]. Nauka, St.-Petersburg, Moscow, 2001. (In Russian)]
  6. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. 872 с. [Novatskiy V. Teoriya uprugosti [Elasticity theory]. Mir, Moscow, 1975. (In Russian)]
  7. Новацкий В. Электромагнитные эффекты в твердых телах. М.: Мир, 1986. 160 с. [Novatskiy V. Elektromagnitnye effekty v tverdykh telakh [Electromagnetic effects in solids]. Mir, Moscow, 1986. (In Russian)]
  8. Ткачева Л.А. Колебания плавающей упругой пластины, при периодических смещениях участка дна // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 5 (273). С. 166–179. [Tkacheva L.A. Kolebaniya plavayushchey uprugoy plastiny, pri periodicheskikh smeshcheniyakh uchastka dna [Vibrations of a floating elastic plate, with periodic displacements of the bottom section]. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika [Applied Mechanics and Technical Physics], 2005, vol. 46, no. 5 (273), pp. 166–179. (In Russian)]
  9. Ткачева Л.А. Плоская задача о колебаниях плавающей упругой пластины под действием периодической внешней нагрузки // Прикладная механика и техническая физика. 2004. Т. 45. № 5 (273). С. 136–145. [Tkacheva L.A. Ploskaya zadacha o kolebaniyakh plavayushchey uprugoy plastiny pod deystviem periodicheskoy vneshney nagruzki [Plane problem of vibrations of a floating elastic plate under the action of a periodic external load]. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika [Applied Mechanics and Technical Physics], 2004, vol. 45, no. 5 (273), pp. 136–145. (In Russian)]
  10. Ткачева Л.А. Поведение плавающей пластины при колебаниях участка дна // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 2 (270). С. 98–108. [Tkacheva L.A. Povedenie plavayushchey plastiny pri kolebaniyakh uchastka dna [Behavior of a floating plate during vibrations of the bottom section]. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika [Applied Mechanics and Technical Physics], 2005, vol. 46, no. 2 (270), pp. 98–108. (In Russian)]
  11. Ткачева Л.А. Взаимодействие поверхностных и изгибно-гравитационных волн в ледяном покрове с вертикальной стенкой // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54. № 4 (320). С. 158–170. [Tkacheva L.A. Vzaimodeystvie poverkhnostnykh i izgibno-gravitatsionnykh voln v ledyanom pokrove s vertikal'noy stenkoy [Interaction of surface and flexural-gravity waves in an ice cover with a vertical wall]. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika [Applied Mechanics and Technical Physics], 2013, vol. 54, no. 4 (320), pp. 158–170. (In Russian)]
  12. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О. М., Рядчиков И.В. Метод проектирования неоднородных материалов и блочных конструкций // ДАН. 2018. Т. 482. № 4. С. 398–402. DOI: 10.1134/S1028335818100014 [Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O. M., Ryadchikov I.V. Metod proektirovaniya neodnorodnykh materialov i blochnykh konstruktsiy [Method of designing heterogeneous materials and block structures]. Doklady Akademii nauk [Doklady Mathematics], 2018, vol. 482, no. 4, pp. 398–402. DOI: 10.1134/S1028335818100014 (In Russian)]
  13. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. О стадиях преобразования блочных элементов // ДАН. 2016. Т. 468. № 2. С. 154–158. [Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. O stadiyakh preobrazovaniya blochnykh elementov [About the stages of transformation of block elements]. Doklady Akademii nauk [Doklady Mathematics], 2016, vol. 468, no. 2, pp. 154–158. (In Russian)]
  14. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Метод блочного элемента в разложении решений сложных граничных задач механики // ДАН. 2020. Т. 495. С. 34–38. DOI: 10.31857/S2686740020060048 [Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. Metod blochnogo elementa v razlozhenii resheniy slozhnykh granichnykh zadach mekhaniki [Block element method in the expansion of solutions of complex boundary value problems in mechanics]. Doklady Akademii nauk [Doklady Mathematics], 2020, vol. 495, pp. 34–38. DOI: 10.31857/S2686740020060048 (In Russian)]
  15. Бабешко В.А., Бабешко О.М., Евдокимова О.В. О проблеме блочных структур академика М.А. Садовского // ДАН. 2009. Т. 427. № 4. С. 480–485. [Babeshko V.A., Babeshko O.M., Evdokimova O.V. O probleme blochnykh struktur akademika M.A. Sadovskogo [On the problem acad. M.A. Sadovskii's block structures]. Doklady Akademii nauk [Doklady Mathematics], 2009, vol. 427, no. 4, pp. 480–485. (In Russian)]

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.

Загрузки

Выпуск

Страницы

23-31

Раздел

Механика

Даты

Поступление

23 февраля 2021

После доработки

11 марта 2021

Публикация

30 марта 2021

Как цитировать

[1]
Бабешко, В.А., Евдокимова, О.В., Бабешко, О.М., Хрипков, Д.А., Бушуева, О.А., Евдокимов, В.С., Телятников, И.С., Уафа, С.Б., О роли дефектов покрытия в виде трещин на предмет разрушения предоползневой структуры. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2021, т. 18, № 1, pp. 23–31. DOI: 10.31429/vestnik-18-1-23-31

Похожие статьи

1-10 из 581

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>