Úvod
Půda vykazuje značně nelineární chování materiálu. Jednou z nejdůležitějších vlastností je závislost tuhosti podloží na napětí. Pro modelování této tuhosti závislé na napětí je vhodný nelineární elastický materiálový model podloží.
Jakmile je v programu nastaven typ materiálu "Zemina" a zvolen nelineární elastický materiálový model "Izotropní | Zemina | Nelineární elastický (tělesa)", je k dispozici speciální záložka pro zadání (obrázek 1).
Závislost tuhosti na napětí
Ve výše zobrazené záložce (obrázek 1) je diagram závislosti napětí a přetvoření zeminy v grafickém okně dialogu.
Edometrický modul je vyjádřen pomocí použité závislosti napětí v následující rovnici podle [1]. Odpovídá přístupu použitému v modelu zpevnění zeminy.
Smykové pevnosti φ a c (obrázek 1 (1)) lze převzít přímo z geotechnické zprávy příslušného projektu. Kromě toho jsou vyžadovány následující parametry (obrázek 1(2)).
- Eoed,ref - referenční tečná tuhost pro primární edometrické zatížení
- pref - referenční napětí
- m - exponent pro závislost na napětí
Závislost napětí je daná exponentem m, který lze měřit jak při edometrické zkoušce, tak při trojosé zkoušce. Typické hodnoty pro písek jsou m = 0,5 a pro jíl m = 1,0.
Referenční tečnou tuhost pro primární edometrické zatížení modelu Eoed,ref lze odvodit z modulů tuhosti z geotechnického protokolu pomocí pref a m.
Stanovení parametrů Eoed,ref, pref & m
Jak stanovit parametry pro materiálový model si ukážeme na příkladu v následujícím odstavci.
Posudek podloží z příkladu ukazuje následující rozvrstvení zeminy.
Výpočet probíhá v následujících krocích:
- 1. Stanovení dostupných napětí v počátečním stavu
Na základě vlastností vrstev zeminy a mocnosti vrstev lze stanovit účinný tlak nadloží σv‘ pro příslušnou hloubku.
- 2. Tuhost zeminy podle geotechnického protokolu
Profil tuhosti zeminy podél hloubky je znám z geotechnického protokolu.
- 3. Tuhost vypočítaná pomocí vzorce materiálového modelu
Parametry materiálového modelu jsou nastaveny tak, aby profil tuhosti vyplývající z materiálového modelu dobře odpovídal profilu tuhosti.
Pro tento příklad vychází napětí a tuhosti uvedené v tabulce na obrázku 3.
Výsledek
Na obrázku 4 je znázorněn průběh edometrické tuhosti do hloubky v počátečním stavu napjatosti, jak vyšel ze vzorce materiálového modelu a jak je použit v konečně-prvkové analýze. Pro srovnání je uveden profil tuhosti z geotechnického protokolu.
Je vidět, že použité hodnoty tuhosti Eoed odpovídajícím způsobem modelují profil tuhosti z geotechnického protokolu.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)