Munkag

1
Munkagödör tervezése
2
Munkagödör tervezése
3
Tartalom

• Bevezetés
• VEM - geotechnikai alkalmazási területek
• Plaxis
• Végeselemes számítás menete
• Modellezési kérdések
• Plaxis 2D
• Anyagmodellek
• Számítás

4
Bevezetés

• Végeselem módszer alkalmazása az építomérnöki
  szakterületeken magasépítés, mélyépítés
• Komplex feladat
• Geometria
• Anyagmodellek
• Hatások (víz, idobeliség)
• Legelterjedtebb geotechnikai VEM szoftverek
• Plaxis, Midas, Sofistik, Geo 5 (Magyarországon)

• Adatbevitel
• Kezelhetoség
• Kiértékelés

5
Alkalmazási területek

• Feszültségek alakváltozások meghatározása a
  talajban
• Igénybevételek meghatározása mélyépítési
  szerkezetekben
• Állékonyságvizsgálat
• Konszolidációszámítás

6
Plaxis 2D

• TU Delft, Hollandia

7
Végeselemes számítás menete

• Diszkretizáció geometriai modell eloállítása
• Anyagtujadonságok megadása
• Peremfeltételek felvétele
• Végeselemes háló eloállítása
• Kezdeti feszültségállapot definiálása
• Számítási fázisok megadása valós építési
  fázisok
• Számítás
• Eredmények kiértékelése

8
Általános modellezési kérdések

• Geometriai modell felvétele
• Valóságot idealizáljuk, egyszerusítjük
• Pontok-vonalak-felületek rendszerével írjuk le
• Végeselem háló

9
Általános modellezési kérdések

• Csomópont minden lényeges helyre kerül
• Geometriai sajátosságok
• Koncentrált terhek
• Támaszok
• Szerkezeti elemek
• Vonal geometria határai, belso határvonalak
• Réteghatár
• Munkagödör széle
• Kiemelési szintek
• Felület megadott záródó vonalak között

10
Elemtípusok
11
(No Transcript)
12
Adatbevitel

• Grafikusan / koordinátákkal megadhatunk
• geometriai határokat (geometry line)
• fal elemeket (plate) fal / résfal / szádfal /
  alagút
• geotextília elemeket (geogrid) geomuanyagok,
  geotextília
• határfelületi elemeket (interface)
  talaj-szerkezet interakció
• horgonyokat (node-to-node anchor, fixed-end
  anchor)
• peremfeltételeket (fixities) eloírt
  elmozdulások
• terheket (distributed load, point load)
• drénelemet (drain)
• kútelemet (well)

13
Anyagok

• Alkalmazott elemekhez anyagmodellt rendelünk
• Talaj
• Határfelületi elem
• Fal
• Geotextília
• Horgonyok

14
Anyagmodellek - Talaj

• Linear elastic lineárisan rugalmas
• Hooke törvény
• Modellparaméterek
• E rugalmassági modulus
• n Poisson tényezo
• Talajok viselkedését nem képes valósághuen
  modellezni, de alkalmas
• Merev szerkezetek vagy alapkozet modellezésére
• Alacsony terhelési szint modellezésére

15
Anyagmodellek - Talaj

• Mohr Coulomb modell
• Lineárisan rugalmas, tökéletesen képlékeny
• Modellparaméterek
• E rugalmassági modulus
• n Poisson tényezo
• f belso súrlódási szög
• c kohézió
• y dilatációs szög
• Közelíto számításokhoz (E(z), c(z))
• Állékonyságvizsgálathoz

16
Anyagmodellek - Talaj

• Hardening Soil Felkeményedo modell
• Modellparaméterek
• f ,c ,y
• E50 merevségi húrmodulus
• ES összenyomódási modulus
• EUR újraterhelési modulus

17
Anyagmodellek - Talaj

• Advanced material models
• Hardening Soil (HS) felkeményedo
• HS small felkeményedo, kis terhelési szintek
• Soft soil puha
• Jointed rock szikla
• User defined kutatás

18
Anyagok

• Határfelületi elem

• Talajszilárdság mobilzálódási aránya
• Hajlítási és normálmerevség nyomatéki és nyomó
  teherbírással
• Nyúlási merevség szakító -szilárdsággal
• Normálmerevség szakító -szilárdsággal

• Fal

• Geotextília

• Horgony

19
Kezdeti feszültségállapot

• Nyugalmi függoleges és vízszintes feszültségek
  (K0 procedure Jáky)
• Eloterheltség
• Talajvízszint, áramlási peremfeltételek
• Hatékony és semleges feszültségek számítása

20
Számítási fázisok

• Plastic / consolidation / phi-c reduction /
  dynamic ? statikus számítás / konszolidáció /
  állékonyságvizsgálat / dinamikus számítás
• Építési fázisokhoz igazodva
• Felületek, elemek aktiválása / deaktiválása
• Anyagtulajdonságok változtatása
• Talajvízszint változtatása
• Pihentetés
• Ero elmozdulás diagramokhoz referenciapont
  megadása

21
Számítás - eredmények

• Egyensúlyi állapotot elértük
• Nincs egyensúly
• Valós fizikai ok talajtörés, rézsucsúszás
• Numerikus számítási probléma
• Kiértékelés körültekinto, megalapozott

22
Eredmények megjelenítése

• Talaj
• Feszültségek
• Teljes, hatékony, semleges, fofeszültségek,
  képlékeny zóna, pórusvíznyomástöbblet, talajvíz
  áramlási kép
• Alakváltozások
• Deformált háló, teljes elmozdulások,
  elmozdulásváltozások, alakváltozások
• Szerkezetek
• Elmozdulások, alakváltozások, feszültségek
• Rézsuállékonyság
• Biztonság, csúszólap

23
Összefoglalás

• VEM geotechnikai alkalmazása
• 2D modellezési lehetoségek Plaxis-sal
• Anyagmodellek
• Építkezés modellezése számítási fázisokkal

24
Köszönöm a figyelmet!

• Szilvágyi Zsolt SZE Gyor, 2009.10.01

25
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 jellemzoit
  (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
  jellemzoit (alakváltozás, feszültség).
• Az elemek belso pontjainak mechanikai jellemzoit
  a csomópontok jellemzoibol egyszeru függvényekkel
  számítjuk (lineáris kombináció).
• Az így kapott eredmények közelítoek (az elemméret
  csökkenésével no a pontosság), de lényegében
  tetszolegesen bonyolult peremfeltételekre és
  anyagmodellekkel is adható megoldás.