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





Техническая поддержка «Миаком Инжиниринг»

Модули и модели (грунты)

Обсуждаемые темы:


Страницы: 1
Ответить
RSS
Модули и модели (грунты), модули деформации и модели грунтов
 
В программах численного моделирования используются различные модели грунта. Характеристика деформируемости задается в виде модуля Юнга, который в зависимости от решаемой задачи может принимать значения модуля упругости (при первичной нагрузке или при разгрузке) и модуля деформации (одометрического или деформационного). Для расчетов осадки земляного полотна используют модуль деформации. В качестве примера рассмотрен куб грунта с размерами сторон 5 м и модулем деформации Е=100 кПа. Прикладываемая распределенная нагрузка 10 кПа.
Расчет по формуле показывает следующий результат:


Расчет с линейно-упругой моделью при условии, что коэффициент Пуассона равен 0, показывает аналогичный результат S=0,5 м. При этом параметры задания грунта выглядят, как показано на рисунке 1.
Рис. 1 Параметры грунта при нулевом коэффициенте Пуассона
Если же ввести значение коэффициента Пуассона равное 0,3, то значение модулей изменится. Для корректного сопоставления задач необходимо, что бы значение одометрического модуля Еoed было равно 100 кПа. Тогда значение зависящего от него компрессионного модуля будет равно Ек=74.29 кПа. Расчет производится с использованием именно одометрического модуля деформации, который получают непосредственно по измерениям в приборах. По результатам расчетов S=0,5 м.
Рис. 2 Параметры грунта при заданном коэффициенте Пуассона
Модель Кулона-Мора (MС) иногда называют нелинейной, однако применительно к зависимости «нагрузка-деформация» эта модель линейная и ничем не отличается от линейно-упругой модели. Единственная разница заключается в том, что модель Кулона-Мора включает условие прочности и, следовательно, может учитывать наличие пластических деформаций.
Расчет с моделью МС при заданных высоких значениях параметров прочности (С и φ) показывает аналогичное линейно-упругой модели значение величины осадки. Однако, если снизить характеристики до величин, при которых возникают пластические деформации (пластические точки), то результат будет отличаться.
Рис. 3 Точки пластических деформаций
Величина осадки в этом случае складывается из двух составляющих:
Следует обращать внимание на результаты моделирования слоев слабого грунта большой мощности. При расчете начальных напряжений (Initial phase) в нижней части слоя могут возникать пластические деформации, связанные с низкими прочностными характеристиками и давлением толщи грунта. Результаты осадки в этом случае будут завышенными. Для правильной постановки задачи необходимо использовать упрочнение грунта по глубине или расширенные модели грунта.
Рис. 4 Пластические точки при начальном (естественном) состоянии основания
 
Иногда расчетчики пытаются задавать в программы модуль Юнга, полагая что это модуль упругости. Для этого в интернете пытаются найти формулу пересчета с модуля деформации, который выдают геологи, на модуль упругости. Считается что разница составляет 3-8 раз. В нормативных документах из области оснований и фундаментов приводится формула Еу=5*Едеф. Однако этот коэффициент весьма условный и может сильно отличаться от действительности.
Для примера в книге Г.Г. Болдырева "Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса" приводятся данные испытаний песка и тугопластичной глины. Модуль деформации в интервале 100-200 кПа и составил:
- для песка Едеф=18 МПа
- для глины Едеф=3,4 МПа.
После разгрузки с 50 кПа получены значения упругих модулей:
- для песка Еу=24 МПа
- для глины Еу=33 МПа.
В первом случае разница составила 1,3 раза, а во втором 9,7 раз.

Как уже было написано ранее, простые модели грунта (LE, MC) используют теорию упругости, а в случае с грунтами теорию линейно-деформируемой среды. Т.е. зависимость между нагрузкой и деформацией линейная, а угол наклона (пропорциональность) определяется модулем. Если будет задан модуль упругости, получим упругие деформации, если модуль общей деформации (условно модуль упругости в который включены остаточные деформации), то получим полные деформации, т.е. осадку.
Страницы: 1
Ответить
Форма ответов
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Загрузить картинки
Отправить Отменить
 






Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика