Расчет котлована и оценка влияния строительства
В качестве примера рассмотрим строительство котлована глубиной 16 м в песчаных грунтах. Расчетная схема представлена на рисунке 1. Необходимо отметить, что данная схема является простейшей и является демонстрационной для иллюстрации основных аспектов численного моделирования.
Расчеты выполняются в ПК Plaxis 2D. Данный программный комплекс в нашей стране получил наиболее широкое применение для решения задач геотехники.
Принятая в расчете стадийность моделирования:
Стадия 0 – формирование начального поля напряжений в грунтовом массиве (К0 процедура).
Стадия 1 – пластический нулевой шаг.
Стадия 2 – устройство ограждающей конструкции котлована (траншейная «стена в грунте» толщиной 0,8м, длиной 25,0м).
Стадия 3 – разработка 3,5 м грунта котлована.
Стадия 4 – устройство распорок 1-ого яруса (труба 720*8), разработка 4,5 м грунта (общая глубина котлована 8,0 м).
Стадия 5 – устройство распорок 2-ого яруса, разработка 4,0 м грунта (общая глубина котлована 12,0 м).
Стадия 6 – устройство распорок 3-его яруса, разработка 4,0 м грунта (общая глубина котлована 16,0 м).
Стадия 7 – расчет устойчивости.
Выполняется три серии расчетов, в каждой из которых анализируются следующие факторы, оказывающие наибольшее влияние на полученные результаты:
В первой серии расчетов показаны результаты при использовании трех моделей грунта: Mohr-Coulomb (Мора-Кулона), Hardening soil (упругопластическая модель с упрочнением грунта), Hardening Soil model with small-strain stiffness (модель упрочняющегося грунта при малых деформациях).
Во второй серии расчетов показано влияние принятых границ расчетной схемы.
В третьей серии расчетов анализируется влияние прочностных свойств контактных элементов («интрефейсов») на границе «грунтовый массив-конструкция».
Таблица 1. Свойства материалов для модели грунта Мора-Кулона
Таблица 2. Свойства материалов для модели грунта Hardening soil
Таблица 3. Свойства материалов для модели грунта Hardening Soil model with small-strain stiffness (HSsmall)
Таблица 4. Свойства материала ограждающей конструкции котлована
Таблица 5. Свойства материала распорных конструкций котлована
Примечание:
Для параметров моделей грунта используются результаты оптимизации в утилите SoilTest для получения максимального соответствия результатов расчетов и лабораторных испытаний (рис.2).
