Об'єкт дослідження - взаємодія конструкцій будинків і споруд з основою при сейсмічних навантаженнях, математичні моделі нелінійних середовищ та методи, алгоритми і програми чисельного моделювання на базі МСЕ. Предмет дослідження - елементи системи "основа - фундамент - будівля", а також НДС ґрунтової основи та конструкцій при дії динамічних навантажень. Мета роботи - удосконалення моделей ґрунту для описання нелінійних процесів деформування основи, що дозволяє визначити зміни реального напружено-деформованого стану фундаментних конструкцій та основи при дії динамічних, в т.ч. сейсмічних, навантаженнях; розробка і реалізація ефективних алгоритмів для розв'язання нелінійних динамічних задач геотехніки на сучасній комп'ютерній техніці та впровадження їх в практику інженерних розрахунків. Методи дослідження: пошук існуючих критеріїв та розробка нових моделей, методів і алгоритмів описання динамічної поведінки ґрунту; проведення контрольно-тестових розрахунків; математичне моделювання контрольних експериментальних задач з подальшим порівнянням результатів по іншим програмним комплексам; лабораторні та польові методи дослідження з подальшим чисельним аналізом напружено-деформованого стану; математичне моделювання задач взаємодії елементів системи "основа - фундамент - будівля" при дії сейсмічних навантажень на базі створеної системи нелінійного аналізу. Новизна - розроблено і обґрунтовано нову модель поведінки ґрунту при динамічних навантаженнях, яка враховує структурну міцність, процеси в'язко-пружно-пластичної деформації об'єму та форми, а також процеси, пов'язані із поровим тиском та фільтрацією, що забезпечує моделювання реальних процесів деформування основ і фундаментів при дії сейсмічних навантажень; вперше запропоновано методику чисельних досліджень на базі модифікації явного методу із нерівномірним кроком по просторовим координатам та спектральних суперелементів, яка забезпечила ефективне розв'язання задач динаміки і дозволила скоротити час розрахунків до десяти разів; показано, що врахування реальних в'язко-пружно-пластичних властивостей ґрунтової основи дозволяють оцінювати положення будівлі в процесі та після закінчення динамічного навантаження і можуть призводити до змін в НДС конструкцій до двох разів; вперше розроблено нову методику та устаткування для дослідження динамічної жорсткості і в'язкості ґрунтів в широкому діапазоні швидкостей деформацій на стандартному лабораторному обладнанні, в т.ч. одометрах; показано, що використання розроблених скінченних елементів із в'язко-пружно-пластичними та ортотропними властивостями для залізобетону та кам'яної кладки, дозволяють оцінити реальну динамічну реакцію будівель і споруд; виявлено, що в процесі сейсмічної дії в палях виникають зони розтягу, що розташовані значно нижче голови паль, особливо при наявності слабких (сильно стисливих) прошарків, що зумовлює необхідність армування паль на всю глибину; виявлено, що в умовах однакових сейсмічних навантажень при меншій кількості поверхів багатоповерхового будинку, внаслідок виникнення резонансів, амплітуда коливань конструкцій може зростати. Галузь - будівництво.
