2026. — Т 13. — № 3 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://t-s.today/17sats326.html

This article metadata is also available in English

DOI: 10.15862/17SATS326 (https://doi.org/10.15862/17SATS326)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 936.6 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Смагин, И. В. Критерий прочности каменной кладки на основе метода поиска опасной плоскости / И. В. Смагин, С. Ю. Лихачева // Транспортные сооружения. — 2026. — Т 13. — № 3. — URL: https://t-s.today/PDF/17SATS326.pdf. — DOI: 10.15862/17SATS326. (дата обращения: 30.10.2026).

Критерий прочности каменной кладки на основе метода поиска опасной плоскости

Смагин Илья Васильевич
АО «СИСОФТ РАЗРАБОТКА», Нижний Новгород, Россия
ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»,
Нижний Новгород, Россия
Аспирант
E-mail: i13vs@ya.ru
ORCID: https://orcid.org/0009-0002-5284-2464
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=1278068

Лихачева Светлана Юрьевна
ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»,
Нижний Новгород, Россия
Профессор кафедры «Теории сооружений и технической механики»,
руководитель научно-образовательных проектов
Кандидат физико-математических наук, доцент
E-mail: lihsvetlana@yandex.ru
ORCID: https://orcid.org/0009-0001-8029-6643
РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=369043

Аннотация. Работа посвящена разработке универсального критерия прочности для каменной кладки. Целью исследования является создание модели, способной достоверно описывать предельные состояния кладки при различных видах напряженного состояния и идентифицировать соответствующие механизмы разрушения. В основу разработанного критерия положен метод поиска опасной плоскости. Авторами предложена оригинальная модификация теории прочности Кулона — Мора, в которой начальное сцепление (сопротивление чистому сдвигу) моделируется симметричным тензором четвертого ранга. Такой подход позволяет учесть зависимость прочностных характеристик не только от ориентации нормали к потенциальной плоскости разрушения, но и от направления действия касательных напряжений на этой плоскости относительно осей анизотропии материала. Критерий разрушения от нормальных напряжений (отрыв или раздробление) формулируется с использованием тензора второго ранга. Математическая задача определения ориентации опасной плоскости, на которой реализуется максимум функции разрушения, решается с применением современных численных методов оптимизации (алгоритмы «L-BFGS» и «COBYLA»). Выполнена всесторонняя верификация предложенной модели на основе сопоставления с результатами известных экспериментальных исследований каменной кладки при одноосном (сжатие, сдвиг с обжатием) и двухосном нагружении. Визуализированы поверхности предельных состояний в пространстве главных напряжений, представляющие собой анизотропные пирамиды Кулона — Мора. Результаты анализа показали, что разработанный критерий позволяет корректно описывать и разграничивать основные режимы разрушения кладки: хрупкий отрыв, сдвиг, локализованный по неперевязанным швам, сдвиг по произвольно ориентированным плоскостям, а также разрушение при сжатии (раскалывание или раздробление).

Ключевые слова: каменная кладка; гомогенизация; критерии прочности; опасная плоскость; численная оптимизация; сдвиг; критерий Кулона — Мора