Wstęp
Grunt wykazuje wysoce nieliniowe zachowanie materiału. Jedną z jego istotnych właściwości jest zależność naprężenia od sztywności gruntu. Do odwzorowania sztywności zależnej od naprężeń odpowiedni jest nieliniowy sprężysty model materiałowy gruntu.
Po ustawieniu w programie typu materiału "Grunt" i wybraniu modelu materiałowego nieliniowo sprężystego "Izotropowy | Grunt | Nieliniowy sprężysty (bryły)”, dostępna jest odpowiednia zakładka danych wejściowych (rysunek 1).
Zależność sztywności od naprężenia
Zakładka powyżej (rys. 1) schematycznie przedstawia relację naprężenie-odkształcenie gruntu w grafice w oknie dialogowym.
Zastosowana zależność naprężeniowa jest wyrażana dla modułu edometrycznego za pomocą następującego równania, zgodnie z [1]. Odpowiada to podejściu zastosowanemu w modelu twardniejącego gruntu.
Wytrzymałości na ścinanie (φ i c, patrz 1 na rysunku 1) można pobrać bezpośrednio z raportu geotechnicznego dla odpowiedniego projektu. Ponadto wymagane są następujące parametry (patrz 2 na rysunku 1).
- Eoed,ref - referencyjna wartość edometrycznego modułu stycznego
- pref - naprężenie referencyjne
- m - wykładnik zależności naprężeniowej
Zależność naprężeń jest kontrolowana za pomocą wykładnika m, który można zmierzyć zarówno w teście edometrycznym, jak i teście trójosiowym. Typowe wartości dla piasku to m = 0,5, a dla gliny m = 1,0.
Referencyjną sztywność styczną dla początkowego obciążenia modelu edometrycznego Eoed,ref można wyznaczyć z modułów protokołu geotechnicznego za pomocą pref i m.
Wyznaczanie parametrów Eoed,ref, pref & m
W następnym akapicie pokażemy, jak określić parametry modelu materiałowego.
Analiza podłoża gruntowego z przykładu pokazuje następujące warstwowanie gruntu.
Obliczenia przeprowadza się w następujących krokach:
- 1. Określanie dostępnych naprężeń w stanie początkowym
Na podstawie właściwości warstw gruntu i wysokości warstw można określić efektywne ciśnienie nadkładu σv ' dla odpowiedniej głębokości.
- 2. Sztywność gruntu zgodnie z raportem geotechnicznym
Profil sztywności gruntu wzdłuż głębokości jest znany z raportu geotechnicznego.
- 3. Sztywność obliczona za pomocą wzoru na model materiałowy
Parametry modelu materiałowego są ustawione w taki sposób, aby profil sztywności wynikający z modelu materiałowego był zgodny z profilem ekspertyzy.
Naprężenia i sztywności pokazane w tabeli na rysunku 3 są wynikiem obliczeń dla niniejszego przykładu.
Wynik
Rysunek 4 przedstawia krzywą zależności sztywności edometrycznej od głębokości w początkowym stanie naprężenia, wyprowadzoną z modelu materiałowego i wykorzystaną w analizie metodą elementów skończonych. Dla porównania pokazano profil sztywności z raportu geotechnicznego.
Staje się jasne, że zastosowane wartości sztywności Eoed odzwierciedlają profil sztywności zgodnie z raportem geotechnicznym.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)