Моделирование геосинтетических материалов в программе PLAXIS
Федоренко Евгений ВладимировичНаучный консультант компании НИП-Информатика, к.г.-м.н., г. Санкт-Петербургeugeniy.fedorenko@nipinfor.ru
Для геосинтетических материалов в программном комплексе PLAXIS создан отдельный модуль, который позволяет учитывать особенности их поведения в зависимости от жесткости и характера кривых растяжения.
В данной заметке рассмотрены два способа задания поведения элемента geogrid: Elastoplastic (N-ε) и Visco-elastic (time-dependent).
Геосинтетические материалы, для которых в программе PLAXIS выделен специальный элемент geogrid, изготавливаются из различного вида полимерного (или иногда минерального) сырья. При выборе того или иного типа геосинтетического материала следует прежде всего учитывать особенности поведения материала, из которого он изготовлен. На рисунке 1 показаны характерные зависимости поведения геоматериалов из разного вида сырья при растяжении.
Как видно, материалы отличаются не только жесткостью (т.е. имеют различное удлинение при одной нагрузке), но и характером кривых растяжения.
Оценка поведения геоматериала при растяжении определяется его осевой жесткостью ЕА, как величиной, включающей две характеристики: усилие F и удлинение ε. Этот показатель для разных материалов будет отличаться: например, полипропилен более жесткий по сравнению с полиэфиром.
В программе PLAXIS имеются четыре способа задания поведения элемента geogrid (рис. 2):
- Elastic – линейно-зависимое поведение без ограничения предельного значения прочности;
- Elastoplastic – линейно-зависимое поведение с ограничением предельного значения прочности;
- Elastoplastic (N-ε) – нелинейное поведение с ограничением предельного значения прочности;
- Visco-elastic (time-dependent) – линейно-зависимое поведение с ограничением предельного значения прочности и учетом деформаций во времени (ползучесть).
Кратко рассмотрим, что позволяют сделать два последних продвинутых способа. Режим поведения Elastoplastic (N-ε) даёт возможность пользователю ввести значения лабораторного испытания геосинтетического материала на разрыв (рис. 3) и учесть в расчёте его нелинейное поведение.
При использовании элемента geogrid с типом поведения Visco-elastic (time-dependent) пользователь сможет оценивать деформации ползучести, т.е. удлинение во времени при постоянном уровне напряжений. Набор параметров Visco-elastic позволяет определять величину деформации геосинтетической армирующей прослойки, а, следовательно, и самой конструкции, в любой момент времени. Для правильного ввода параметров необходимо иметь изохроны – графики испытаний ползучести материала. Такой характер поведения позволяет оценить во время моделирования (расчёта) как строительные деформации, так и эксплуатационные в течение заданного времени.
Более подробную информацию можно найти на сайте , где, кроме детального теоретического описания, приводится верификация элемента geogrid для всех способов задания его параметров.
