Дополнение "Геотехнический анализ" позволяет использовать свойства из образцов грунта и конкретные модели материалов грунта для представления взаимодействия между зданием и грунтом, а также влияния компонентов фундамента друг на друга. Кроме того, оно предлагает расширяемую библиотеку свойств грунта, учет нескольких образцов грунта (зондов) в разных местах, определение осадок и диаграмм напряжений, а также их графическое и табличное отображение.
Практический пример
Как только дополнение активировано, вы можете начать свою работу, определив интересующие вас материалы грунта в диалоговом окне Материалы, показанном на изображении 02. На практике, свойства материалов грунта должны быть определены вручную, так как они специфичны для каждого индивидуального проекта.
Это также возможно в RFEM 6, где вы можете определить свойства различных материалов грунта. Помимо основных свойств материала (например, модуля упругости, модуля сдвига, коэффициента Пуассона, удельного веса/плотности, коэффициента теплового расширения), вы должны выбрать модель материала, используемую для реалистичного моделирования поведения материала грунта.
В текущей версии RFEM 6 доступны модель Мора-Кулона, а также нелинейная модель со стрессо- и деформативно-зависимой жесткостью.
В этом примере выбрана модифицированная модель Мора-Кулона для моделирования поведения интересующего материала грунта. Поэтому в соответствующем диалоговом окне (Изображение 03) необходимо назначить такие параметры, как когезионная прочность (c), угол внутреннего трения (φ) и угол дилатансии (ψ).
Также доступна расширяемая база данных для облегчения выбора свойств материалов грунта. Чтобы продемонстрировать это, другие материалы грунта в этом примере определены через библиотеку материалов, как показано на изображении 04.
Далее, следует определить образцы грунта, введя информацию, полученную из полевых испытаний (то есть характеристики профиля грунта в разных положениях). Образцы грунта доступны как специальные объекты в RFEM 6.
Как показано на изображении 05, вы можете вводить слои грунта для отдельных образцов в четко организованном диалоговом окне или предоставляя соответствующие данные в таблицах. Поскольку свойства материалов грунта уже определены, вы можете выбрать материалы непосредственно из выпадающего меню и назначить соответствующую толщину. Однако, также возможно определить новые материалы при определении слоев.
Если во время полевых испытаний обнаружен уровень грунтовых вод, вы можете назначить уровень грунтовых вод в этом диалоговом окне (Изображение 05). Кроме того, вы можете определить несколько слоев и образцов грунта, которые будут использованы для генерации грунта. Соответствующее графическое представление поддерживает определение отдельных образцов и помогает проверить ввод.
Для каждого отдельного образца вы должны указать соответствующие координаты рабочей плоскости RFEM, соответствующие фактическому полевому положению, для которого получен профиль грунта. Это можно сделать либо в диалоговом окне Образцы грунта, либо в таблицах. В последнем случае вы можете скопировать все координаты из документа (например, файла Excel) и просто вставить их. Профили грунта затем будут показаны в рабочем окне, как на изображении 06.
Данные в виде образцов грунта теперь могут быть использованы для создания грунтового массива, доступного как специальный объект как в навигаторе данных, так и в таблицах. Более конкретно, грунтовый массив может быть сгенерирован из ранее определенных образцов грунта, но также может быть сгенерирован как набор твердых тел грунта (то есть, путем определения твердых тел грунта вручную и их применения к массиву). В этом примере будет использован первый вариант.
Диалоговое окно Грунтовый массив показано на изображении 07. Для генерации грунтового массива из образцов грунта сначала следует выбрать интересующие вас образцы. Далее, необходимо определить геометрию грунтового массива, назначив тип топологии, размер массива и координаты его центра. Глубина назначается автоматически в соответствии с данными образца грунта.
При необходимости вы можете повернуть массив вокруг оси Z. Вы также можете учитывать возможное присутствие грунтовых вод, создавая поверхность уровня грунтовых вод. Если эта опция выбрана в диалоговом окне, грунтовые воды будут отображены в интерактивном графическом представлении.
Когда грунтовый массив сгенерирован, он отображается графически в рабочем окне RFEM. Как показано на изображении 08, массив состоит из столько же твердых тел грунта, сколько слоев было ранее определено (в этом примере 4).
Поверхности между этими твердыми телами являются NURBS-поверхностями, определенными с помощью функций сплайна и аппроксимированными через положения слоев в образцах грунта. Если опция учета грунтовых вод была выбрана, уровень грунтовых вод также доступен в графическом представлении.
Наконец, опоры граничных поверхностей были сгенерированы через элемент Типы поверхностей навигатора данных. Например, вы можете увидеть, что опоры для горизонтальных граничных поверхностей внизу фиксированы, тогда как для окружающих вертикальных поверхностей предусмотрено скольжение (Изображение 09).
Заключительные замечания
Учитывая, что реалистичное определение условий грунта значительно влияет на качество конструкционного анализа зданий, в RFEM 6 предлагается дополнение "Геотехнический анализ" для определения анализируемого грунтового тела. Для этой цели вы можете предоставить данные, полученные из полевых испытаний, так как дополнение позволяет использовать свойства из образцов грунта для определения интересующих грунтовых массивов.
Таким образом, вы должны назначить свойства материалов, выбрать соответствующую модель материала грунта и определить профили грунта в программе. Для каждого образца грунта необходимо определить слои грунта по материалам и толщине, уровень грунтовых вод (если применимо) и положение образца в рабочем окне RFEM (соответствующее фактическому полевому положению, для которого получен профиль грунта).
Затем грунт создается из всех введенных образцов с использованием трехмерных массивов и назначается структуре с использованием координат.