1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і розв’язок складної наукової проблеми , що виявляється у створенні математичної моделі розрахунку взаємодії розглянутих ефективних видів пальових фундаментів з пружно-пластичною багатошаровою основою. Напрацьовано теоретичні основи та обґрунтовано доцільність числового дослідження НДС пальових фундаментів за числовим методом граничних елементів при роботі їх як в лінійній, так і в нелінійній стадіях з урахуванням реальних дилатансійних властивостей ґрунтів. Це дало можливість перейти до автоматизованого розрахунку таких видів фундаментів , як одиночні висячі призматичні, пірамідальні, біпірамідальні палі , стрічкові пальові фундаменти, штампи, складові пальові фундаменти, пальове поле будівлі за допомогою створення алгоритмів та автоматизованого програмного комплексу для прогнозування їх НДС та визначення несучої спроможності . 2. Проаналізовано існуючі методи та теоретичні підходи до розв'язання задачі поведінки пальових фундаментів в ґрунтах . Використання потенційних можливостей МГЕ при розв’язках задач геотехніки на базі моделі лінійно-деформованого півпростору забезпечує отримання достовірних результатів взаємодії паль з основами, що в свою чергу підвищує надійність та економічність цих розрахунків. МГЕ дає можливість перетворити вхідні диференційні рівняння в інтегральні (числова реалізація інтегральних рівнянь - більш стійкий процес , ніж числове диференціювання) та дозволяє понизити порядок тривимірної задачі поведінки паль в ґрунті до двовимірної завдяки необхідності дискретизації лише границі досліджувального об'єкта. Використання в якості фундаментальних розв'язків МГЕ розв'язків Р. Міндліна дало можливість моделювати перерозподільні властивості ґрунтів в СПФ. Відхилення даних числових досліджень від результатів експерименту дає 3-5%. 3. Подальшого розвитку при рішенні нелінійної задачі за МГЕ отримали непрямий метод обчислення головних значень інтегралів по осередках ґрунту , де очікується поява пластичних деформацій та кроково - ітераційна процедура О.А. Іллюшина . Використання критерію текучості Мізеса-Губера-Боткіна з присутністю поверхонь конуса та циліндра дало можливість моделювання реального процесу ущільнення ґрунту на різних етапах його навантаження : як в фазі структурних змін (конус), так і переущільненого ґрунту, коли грунт працює як суцільне середовище та відсутні шарові пластичні деформації (циліндр). Наявність циліндра моделює процес, що не брався до уваги раніше при розв'язках задач геомеханіки. Розроблена математична модель дає можливість урахування конкретних фізичних параметрів багатошарової ґрунтової основи. В моделі в якості параметра зміцнення теорії пластичної течії прийнято щільність ґрунту. Тобто , параметр зміцнення залежить від дилатансійних властивостей ґрунту. Дилатансійна модель грунту дозволяє визначати поля швидкостей деформацій, а зміна щільності на кожному малому кроці навантаження дає можливість визначати нові напрямки характеристик швидкостей деформацій. Запропоновано аналітичні залежності визначення напружено – деформованого стану грунту при , . 4. Подальшого розвитку отримала теорія моделювання взаємодії призматичної висячої палі та стрічкового пальового фундаменту з основою. Вперше змодельовано механізм трансформації навантаження на пірамідальну та біпірамідальну палі , а від них на основу за допомогою МГЕ з використанням фундаментального розв'язку Р. Міндліна для пружної півплощини. Розв'язана лінійна задача. Максимальне значення розбіжностей результатів числового розрахунку НДС і експерименту не перевищує 5%. 5. Встановлено характерні закономірності нелінійного розрахунку в широкому діапазоні пальових фундаментів за МГЕ для граничних умов типу Діріхле з використанням дилатансійної теорії грунтового середовища проф. В.М. Ніколаєвського, проф. І.П. Бойка за теорією пластичної течії з використанням модифікованого критерію Мізеса – Губера – Боткіна, які виявляють появу пластичних зон та перерозподіл зусиль в процесі навантаження, сприяють підвищенню точності нелінійного розрахунку. 6. Розроблено методику розв'язку нелінійної задачі механіки ґрунтів програмно реалізована та перевірена на конкретних задачах дослідження структурних змін ґрунтової основи в навколопальовому просторі шляхом порівняння інтегральних графіків "навантаження-осідання", отриманих за числовим розрахунком по запропонованій дилатансійні моделі , з результатами тестової задачі (заглиблення штампа А.Л. Крижанівським), з опублікованими раніше даними розрахунку за МСЕ складового пальового фундамента І.П. Бойка (контрольна задача), з експериментами. Співставлені результати моделювання полів напружень за МГЕ , аналітичним розрахунком за методикою В.В. Соколовського, розрахунком просторової задачі за А. Лява. Врахування нелінійності роботи ґрунтів дозволяє більш ефективно використовувати властивості основ, що приводить до підняття економічності при улаштуванні фундаментів. Подальшого розвитку отримали питання застосування МГЕ та кроково - ітераційного методу до розв'язків нелінійної задачі механіки ґрунтів. Запропонована математична модель дає можливість більш точно описувати граничний стан ґрунтів відповідно експериментальним даним. Розбіжність результатів розрахунків та експериментів знаходиться в межах 5-20%. 7. Числове моделювання нелінійного процесу навантаження складового фундаменту "основа-паля-ростверк" виявило поетапність включення частин цієї системи в роботу , наявність перерозподілу зусиль між елементами, що не приводить до одночасового виникнення зон граничного стану основи по боковій поверхні та під вістрям , які раніше не були враховані в ДНБ. Поетапна поява зон граничних станів в навколопальовому ґрунті є особливістю процесу деформування ґрунтового середовища пальових фундаментів. Це дає змогу характеризувати складові пальові фундаменти як більш надійні види фундаментів, оскільки в них перед руйнуванням має мобілізуватись перерозподіл зусиль між елементами. Наявність ростверку в пальовому фундаменті значно покращує роботу пальової конструкції, піднімаючи криву “навантаження-осідання” вверх в фазі структурних змін завдяки тому, що з самого початку навантаження під підошвою ростверку, а в другій фазі і по боковій поверхні ростверку в ньому виникають зусилля, утримуючі палю від заглиблення ( "ефект парашута"). 8. Практичне значення одержаних результатів в дисертаційній роботі полягає у створені математичної моделі , яка дозволила здійснити комплексний , науково обґрунтований підхід до постановки і розв'язку практичної задачі більш ефективного використання властивостей ґрунтових масивів за рахунок урахування їх роботи в нелінійній стадії. Резерви пружно-пластичної зони дозволяють збільшити навантаження на фундамент. Дилатансійна математична модель поєднує розрахунок основ за обома граничними станами (по деформаціях та по несучій спроможності) в рамках однієї розрахункової схеми. Розроблені на основі дилатансійної моделі програмні комплекси дають можливість підняти точність та надійність проектних розрахунків, що в свою чергу дозволяє підвищити економічність пальових фундаментів завдяки зменшенню а)- паль в пальовому полі, б)- матеріалоємності, в)- трудових затрат, г)- скороченню термінів улаштування фундаментів. 9. Моделювання за МГЕ поведінки ущільнених основ пальового поля будівлі виявило особливості суттєвого перерозподілу навантаження між палями фундаментного поля будівлі (майже вдвічі між центральніми та кутовими палями пальового поля), що не враховується в діючих ДБН. Результати числового моделювання за МГЕ знаходяться у відповідності з даними експериментів та числовим моделюванням за МСЕ. Модель дозволяє в повній мірі враховувати багатошарову геотехнічну обстановку конкретного будівельного майданчика, кількісно оцінити перерозподільні властивості пальових фундаментів та здійснювати повну компютерізацію проектних робіт. Програми складаються із модулів, дають можливість підключати нові , розширюючи можливість програм. Вихідна інформація автоматично обробляється у вигляді графіків “навантаження-осідання” та графіків зародження та розвитку полів напружень в навколопальовому ґрунті. Проведені числові дослідження задачі поведінки паль в пружно-пластичному середовищі ґрунту підтверджують економічність і надійність пальових фундаментів, дають високий ступінь збігу теоретичних даних з експериментом. | 