Санкт-Петербург +7 (812) 309-81-18        





Техническая поддержка «Миаком Инжиниринг»
Новости
01.08.2017
Новый релиз: PLAXIS 2D 2017 Новый релиз: PLAXIS 2D 2017
Доступна новая версия PLAXIS 2D 2017, которая содержит новые дополнения и улучшения. Среди новых функций: нелинейное поведение геосеток, продольная и поперечная проницаемость интерфейсов, полностью 64-разрядная 2D версия, а также PLAXIS 2D 2017 Viewer (просмотр результатов расчёта без лицензии). Ниже приведена более подробная информация.

01.08.2017
Международная конференция "Транспортная геотехника и геоэкология" TGG2017 Международная конференция "Транспортная геотехника и геоэкология" TGG2017
Современные тенденции к увеличению скоростей движения и осевых нагрузок, а также строительство в сложных условиях ставит новые задачи перед транспортной инфраструктурой.  
01.08.2017
X научно-техническая конференция пользователей программного комплекса PLAXIS X научно-техническая конференция пользователей программного комплекса PLAXIS
В работе конференции приняли участие 81 человек из 32 организаций — представители ведущих научно-исследовательских институтов, проектных институтов и компаний, вузов, в том числе представители ГК "МИАКОМ".
18.11.2016
Новый журнал по геотехнике Новый журнал по геотехнике
Территория Геотехники

Все новости

Основания водопропускных труб

Примеры аналитических расчетов и численного моделирования.


Положенная в основу «Методических указаний…» [7] теория аналитического расчета имеет ряд упрощений и допущений. В частности, распределение напряжений в
основании принято по теории однородного линейно-деформируемого полупространства, что не позволяет применять ее для случаев наличия нескольких разнородных слоев грунта и слабых оснований. Поэтому использование для расчета численных методов (МКЭ) является предпочтительным (учет нелинейности поведения слабых грунтов, решение упругопластической задачи, учет нагрузок и пр.) [1].

Только численное моделирование позволяет выполнять расчеты с геосинтетическими материалами и оценивать влияние их наличия на работу конструкции.

Пример 1

Слабый слой располагается под более прочным, красным цветом показаны зоны нестабильности в которых коэффициент стабильности близок к 1.
Изополя зон нестабильности (К0<1)
Рис. 11 Изополя зон нестабильности (К0<1)

Зоны, в которых условие прочности нарушено, показаны на рисунке 12. В точках пластических деформаций условие прочности Кулона-Мора не соблюдается.
Точки пластических деформаций
Замена грунта на глубину 1,5 м не обеспечивает стабильность основания (рис. 13), зоны пластических деформаций в основании присутствуют (показаны красным цветом).
Изополя зон нестабильности при замене грунта на 1,5 м (К0<1)
Рис. 13 Изополя зон нестабильности при замене грунта на 1,5 м (К0<1)

Расчеты в аналитической форме по формулам раздела 3 показывают следующие результаты (табл. 4).

Величины

Отношение х/В

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,9

1

х

0

3,6

7,2

10,8

14,4

16,2

18

txz

0,00

1,37

2,40

2,74

2,06

1,22

0,00

tпр

1,78

1,74

1,62

1,43

1,15

0,99

0,80

nq*txz

0,00

1,77

3,09

3,53

2,65

1,57

0,00

таблица 4

На рисунке 14 показаны эпюры аналитически рассчитанных величин: txz – касательные напряжения от собственного веса грунта насыпи; nqtxz - касательные напряжения с учетом эксплуатационной нагрузки; tпр – сопротивление грунта сдвигу (прочность). На рисунке 15 результаты численного моделирования.
Результаты численного моделирования.

результаты расчетов по плоскому сдвигу в конструкции с геосинтетическим усилением с учетом эксплуатационной нагрузки.

И аналитические и численные расчеты свидетельствуют о недостаточной прочности основания и о возможном раскрытии межсекционных швов трубы. Отличия в характере графиков связаны с упрощениями расчетной схемы и условным учетом грунта замены при аналитических расчетах.
Расчеты с геосинтетическими материалами могут быть выполнены только путем численного моделирования. Использование в основании сооружения геосинтетических прослоек, воспринимающих растягивающие напряжения, позволяет исключить возникновение зон нестабильности (пластических деформаций). Минимальное значение К0 =1,12 (рис. 16).

Изополя зон нестабильности в основании конструкции с армированием К0=1/0,89=1,12

Рис. 16 Изополя зон нестабильности в основании конструкции с армированием К0=1/0,89=1,12 


На рисунке 17 показаны результаты расчетов по плоскому сдвигу в конструкции с
геосинтетическим усилением с учетом эксплуатационной нагрузки.
Эпюры nqtxz и tпр для трубы с геосинтетической конструкцией усиления в основании

Рис. 17  Эпюры nqtxz и tпр для трубы с геосинтетической конструкцией усиления в основании


Проверка по схеме плоского сдвига: в основании нет пластического разрушения грунта (от собственного веса насыпи и от подвижной нагрузки), следовательно, не следует ожидать возникновение растяжки трубы.
Распределение коэффициента стабильности в поперечном сечении представлено на рисунке 17, зоны пластических деформаций отсутствуют.

Изополя зон нестабильности в поперечном сечении К0=1/0,91=1,09

Изополя зон нестабильности в поперечном сечении К0=1/0,91=1,09

Пример 2

Использование метода конечных элементов для выполнения расчетов коэффициента стабильности в основании водопропускных труб позволяет учесть любую сложность инженерно-геологических условий, например, неоднородность геологического разреза (рис. 18).

Изополя зон нестабильности в основании водопропускной трубы значение в слое ИГЭ-1: К0=1/0,95=1,05; в слое ИГЭ-2:К0=1/0,76=1,31

Изополя зон нестабильности в основании водопропускной трубы значение в слое ИГЭ-1: К0=1/0,95=1,05; в слое ИГЭ-2:К0=1/0,76=1,31


Пример 3

А так же такие сложные случаи, как строительство водопропускной трубы на месте существующей насыпи, с учетом изменений напряженно-деформированного состояния в основании существующего земляного полотна. Расчет коэффициента стабильности показывает, что зоны нестабильности образуются под левым откосом, что связано с косогорностью местности. На рисунке 19 показано общее распределение изополей значений обратных коэффициенту стабильности. 

Общий вид распределения значений 1/К0 в основании трубы

Рис. 19 Общий вид распределения значений 1/К0 в основании трубы


Для лучшего представления результатов на рисунке 20 показаны изополя, соответствующие значения от К0=1,25 до К0=1,0. Очевидно, что зоны нестабильности расположены за пределами фундаментов оголовков и не будут влиять на растяжку звеньев.

Изополя зон нестабильности в подоткосной части насыпи К0<1,25

Рис. 20 Изополя зон нестабильности в подоткосной части насыпи К0<1,25

Пример 4

Величина расчетной осадки трубы с учетом эксплуатационной нагрузки составляет 17,5 см (рис. 21).

Эпюра осадки фундамента трубы при действии эксплуатационной нагрузки (S=0,175 м)

Рис. 21 Эпюра осадки фундамента трубы при действии эксплуатационной нагрузки (S=0,175 м)


Величина расчетного строительного подъема составляет: Δрасч=6,35 см < Δдоп=31,2 см
Допустимая величина осадки составляет Sдоп=42,41 см, расчетная Sрасч=17,56 см
Условие Sрас<Sдоп выполняется.

Назад 1 2 3 4 5 6 7 Далее




Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика