Том 336 № 6 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/6/4787
Методика оценки плотности уплотняемого взрывом лёсса методом конечных разностей
Актуальность обусловлена необходимостью предварительного численного моделирования оценки плотности лёсса, уплотняемого глубинными взрывами, с целью снижения экономических затрат при проведении производственных работ. Устранение просадочности грунта реализуется на этапах проектирования и строительства зданий и сооружений для обеспечения их безопасной длительной эксплуатации. Лёссовые просадочные грунты широко распространены в мире, часто в Европе и Азии. Лёссам характерны низкая плотность скелета грунта, высокая пылеватость, макропористость. Цель. Методом конечных разностей численно оценить плотность грунта после уплотнения глубинными взрывами. Методы. Математическое и численное моделирование; метод конечных разностей для оценки плотности грунта; вычислительный эксперимент. Результаты и выводы. Построены дискретные линейные динамические системы на основе применения метода конечных разностей для решения начально-граничных задач в рамках математического моделирования уплотнения просадочных лёссовых грунтов. Основу математической модели образует параболическое дифференциальное уравнение. Для решения использована шеститочечная симметричная схема Кранка–Николсона. Полученные динамические системы учитывают начальное и граничные условия, входные воздействия коэффициента диффузии грунта, мощности заряда взрывчатого вещества, вектор горизонтального распространения газа. Результатом решения систем являются значения плотности грунта в узлах сеточной функции. Оценка плотности грунта, найденная методом конечных разностей, имеет второй порядок точности по пространственным координатам и по времени. Построенные шеститочечные схемы абсолютно устойчивы. Реализован вычислительный эксперимент по предложенной методике оценки плотности грунта, который показал адекватность опытным данным натурного строительного объекта.
Ключевые слова:
лёсс, просадочность, плотность грунта, уплотнение глубинными взрывами, метод конечных разностей, схема Кранка-Николсона
