Download
1 / 25
250 likes | 397 Views
Munkagödör tervezése. Munkagödör tervezése. Tartalom. Bevezetés VEM - geotechnikai alkalmazási területek Plaxis Végeselemes számítás menete Modellezési kérdések Plaxis 2D Anyagmodellek Számítás. Bevezetés.
E N D
Tartalom • Bevezetés • VEM - geotechnikai alkalmazási területek • Plaxis • Végeselemes számítás menete • Modellezési kérdések • Plaxis 2D • Anyagmodellek • Számítás
Bevezetés • Végeselem módszer alkalmazása az építőmérnöki szakterületeken – magasépítés, mélyépítés • Komplex feladat • Geometria • Anyagmodellek • Hatások (víz, időbeliség) • Legelterjedtebb geotechnikai VEM szoftverek: • Plaxis, Midas, Sofistik, Geo 5 (Magyarországon) • Adatbevitel • Kezelhetőség • Kiértékelés
Alkalmazási területek • Feszültségek – alakváltozások meghatározása a talajban • Igénybevételek meghatározása mélyépítési szerkezetekben • Állékonyságvizsgálat • Konszolidációszámítás
Plaxis 2D • TU Delft, Hollandia
Végeselemes számítás menete • Diszkretizáció – geometriai modell előállítása • Anyagtujadonságok megadása • Peremfeltételek felvétele • Végeselemes háló előállítása • Kezdeti feszültségállapot definiálása • Számítási fázisok megadása – valós építési fázisok • Számítás • Eredmények kiértékelése
Általános modellezési kérdések • Geometriai modell felvétele • Valóságot idealizáljuk, egyszerűsítjük • Pontok-vonalak-felületek rendszerével írjuk le • Végeselem háló
Általános modellezési kérdések • Csomópont: minden lényeges helyre kerül • Geometriai sajátosságok • Koncentrált terhek • Támaszok • Szerkezeti elemek • Vonal: geometria határai, belső határvonalak • Réteghatár • Munkagödör széle • Kiemelési szintek • Felület: megadott záródó vonalak között
Elemtípusok y p(x, y) y p(x, y) y
Adatbevitel • Grafikusan / koordinátákkal megadhatunk: • geometriai határokat (geometry line) • fal elemeket (plate) – fal / résfal / szádfal / alagút • geotextília elemeket (geogrid) – geoműanyagok, geotextília • határfelületi elemeket (interface) – talaj-szerkezet interakció • horgonyokat (node-to-nodeanchor, fixed-end anchor) • peremfeltételeket (fixities) – előírt elmozdulások • terheket (distributedload, pointload) • drénelemet (drain) • kútelemet (well)
Anyagok • Alkalmazott elemekhez anyagmodellt rendelünk • Talaj • Határfelületi elem • Fal • „Geotextília” • Horgonyok
Anyagmodellek - Talaj • Linear elastic – lineárisan rugalmas • Hooke törvény • Modellparaméterek: • E rugalmassági modulus • nPoisson tényező • Talajok viselkedését nem képes valósághűen modellezni, de alkalmas: • Merev szerkezetek vagy alapkőzet modellezésére • Alacsony terhelési szint modellezésére s e
Anyagmodellek - Talaj • Mohr – Coulomb modell • Lineárisan rugalmas, tökéletesen képlékeny • Modellparaméterek: • E rugalmassági modulus • nPoisson tényező • fbelső súrlódási szög • c kohézió • y dilatációs szög • Közelítő számításokhoz (E(z), c(z)) • Állékonyságvizsgálathoz s ep e
Anyagmodellek - Talaj • Hardening Soil – Felkeményedő modell • Modellparaméterek: • f ,c ,y • E50 merevségi húrmodulus • ES összenyomódási modulus • EUR újraterhelési modulus
Anyagmodellek - Talaj • Advanced material models • Hardening Soil (HS) – felkeményedő • HS small – felkeményedő, kis terhelési szintek • Soft soil – puha • Jointed rock – szikla • User defined – kutatás
Anyagok • Határfelületi elem • Talajszilárdság mobilzálódási aránya • Hajlítási és normálmerevség – nyomatéki és nyomó teherbírással • Nyúlási merevség – szakító -szilárdsággal • Normálmerevség – szakító -szilárdsággal • Fal • Geotextília • Horgony
Kezdeti feszültségállapot • Nyugalmi függőleges és vízszintes feszültségek (K0procedure– Jáky) • Előterheltség • Talajvízszint, áramlási peremfeltételek • Hatékony és semleges feszültségek számítása
Számítási fázisok • Plastic / consolidation / phi-creduction / dynamic statikus számítás / konszolidáció / állékonyságvizsgálat / dinamikus számítás • Építési fázisokhoz igazodva • Felületek, elemek aktiválása / deaktiválása • Anyagtulajdonságok változtatása • Talajvízszint változtatása • Pihentetés • Erő – elmozdulás diagramokhoz referenciapont megadása
Számítás - eredmények • Egyensúlyi állapotot elértük • Nincs egyensúly • Valós fizikai ok: talajtörés, rézsűcsúszás • Numerikus számítási probléma • Kiértékelés – körültekintő, megalapozott
Eredmények megjelenítése • Talaj • Feszültségek • Teljes, hatékony, semleges, főfeszültségek, képlékeny zóna, pórusvíznyomástöbblet, talajvíz áramlási kép • Alakváltozások • Deformált háló, teljes elmozdulások, elmozdulásváltozások, alakváltozások • Szerkezetek • Elmozdulások, alakváltozások, feszültségek • Rézsűállékonyság • Biztonság, csúszólap
Összefoglalás • VEM geotechnikai alkalmazása • 2D modellezési lehetőségek Plaxis-sal • Anyagmodellek • Építkezés modellezése számítási fázisokkal
Köszönöm a figyelmet! Szilvágyi Zsolt SZE Győr, 2009.10.01
A VEM alapelve (ismétlés) • A talajt és szerkezeteket folytonos közeg helyett véges számú felülettel, vagy térelemmel modellezzük. Az elemek mechanikailag csak az elemek kitüntetett csomópontjaiban érintkeznek. • Csak a csomópontok mechanikai jellemzőit (feszültségeket, alakváltozásokat, elmozdulásokat) számítjuk az egyensúlyi, fizikai és geometriai egyenletek alapján (gyakran munka és energiatételek formájában). • A statikai és geometriai peremfeltételek (terhek, elmozdulások) figyelembevételével számítjuk a csomópontok elmozdulásait, majd egyéb mechanikai jellemzőit (alakváltozás, feszültség). • Az elemek belső pontjainak mechanikai jellemzőit a csomópontok jellemzőiből egyszerű függvényekkel számítjuk (lineáris kombináció). • Az így kapott eredmények közelítőek (az elemméret csökkenésével nő a pontosság), de lényegében tetszőlegesen bonyolult peremfeltételekre és anyagmodellekkel is adható megoldás.
