Построение сетки
Для построения сетки желательно установить параметр Global coarseness (глобальный параметр крупности) на Medium (средняя крупность). Кроме того ожидается, что напряжения будут концентрироваться вокруг двух областей цементного раствора и в нижней части стенки, поэтому в этих местах предлагается локально измельчить сетку. Одновременно выделить четыре геосетки (с помощью клавиши <Shift>) и выбрать Refine line в меню Mesh. Этот процесс позволит вам создать сетку примерно из 590 элементов.
Начальные условия
В качестве начальных условий вводится удельный вес воды 10 кН/м3. Начальные давления воды генерируются на основе общего горизонтального уровня грунтовых вод на отметке y = 17 м (через точки (0; 17.0) и (80.0; 17.0).
Первоначально все элементы конструкции являются неактивными. Однако, убедитесь, что плиты, межузловые анкеры и геосетки деактивированы. Внешние нагрузки также первоначально неактивны. Начальное поле напряжений генерируется с помощью процедуры K0-procedure с использованием во всех кластерах стандартных значений K0.
6.2 Расчеты
Расчет производится в шесть этапов. На первом этапе строятся стенки и активируются внешние нагрузки. На втором этапе делаются первые 3 метра выемки грунта без подсоединения анкеров к стенке. На этой глубине котлован остается сухим. На третьем этапе производится установка и предварительное напряжение первого анкера. Четвертый этап состоит из дальнейшей выемки грунта до глубины 7 м и осушения котлована. Этот процесс включает в себя расчет фильтрации грунтовых вод для определения нового распределения порового давления. На пятом этапе устанавливается и предварительно напрягается второй анкер, а на шестом производится дальнейшая выемка грунта с осушением котлована до достижения окончательной глубины 10 м.
Все этапы расчета определяются как Plastic (пластические расчеты) с использованием Staged construction как Loading input (ввод нагружения) и стандартных установок для всех остальных параметров. Приведенные ниже указания сводятся к описанию того, как определяются отдельные этапы внутри режима Staged construction.
Этап 1:
Активировать стенки.
Активировать внешние нагрузки и назначить их значения. Введите Y-value=-10 кПa для нагрузки на левой стороне и –5 кПa на правой стороне от котлована.
Этап 1
Этап 2:
Деактивировать верхний кластер выемки
Этап 2
Этап 3:
Активировать верхние георешетки.
Два раза щелкнуть по верхнему анкеру. Появится окно свойств анкера с опциями предварительно напряженного состояния. Выбрать поле Adjust pre-stress force (откорректировать силу предварительного напряжения) и ввести значение силы 120 кН/м. Нажать <OK> для закрытия окна.
Этап 3
Совет: |
Анкерное усилие, получаемое в конце завершающего этапа расчета точно соответствует силе предварительного напряжения. В последующих этапах расчета сила предварительного напряжения сразу рассматривается как анкерное усилие, и может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от изменения окружающих напряжений и сил. |
Этап 4:
Деактивировать второй кластер выемки.
Теперь необходимо ввести граничные условия для расчета фильтрации грунтовых вод. По левой границе напор грунтовых вод остается на уровне 17.0 м. Нижняя граница должна быть закрытой. Фильтрация грунтовых вод обусловлена тем, что вода из котлована откачивается. На дне котлована давление воды равно нулю. Это означает, что напор грунтовых вод равен вертикальной отметке (напор = 13,0 м). Такое состояние выполняется путем задания нового уровня грунтовых вод и выполнения фильтрационного расчета. Активирование интерфейсов в фильтрационном расчете препятствует течению через стенку.
Этап 4
Для правильного задания этих граничных условий выполнить следующее:
|
Щелкнуть по “переключателю” для перехода в режим моделирования давления воды. |
|
Выбрать кнопку Closed flow boundary (закрытая для потока граница) (черная линия) на панели инструментов. Щелкнуть по нижней левой точке геометрической модели, затем по нижней правой. |
|
Щелкнуть по кнопке Selection (выбор). |
|
Интерфейсы с двух сторон стенок должны быть активированы по умолчанию в режиме водного давления, делая их непроницаемыми. Активированный интерфейс отмечается оранжевым кружком и считается не проницаемым в течении фильтрационных расчетов. Оставьте неактивными интерфейсы ниже стенок, так как они должны быть проницаемыми. |
|
Щелкните на кнопку General phreatic level и начертите новый уровень грунтовых вод: начав с точки (0.0; 17.0), продлите через точки (30.0; 13.0), (50.0; 13.0) до конечной точки (80.0; 17.0). |
|
Щелкнуть по кнопке Generate water pressures (генерировать давление воды). Выбрать в поле Generate by (генерировать с помощью...) опцию Groundwater flow (фильтрация грунтовых вод) и нажать <OK> для начала расчета фильтрации грунтовых вод (опция Iterative procedure (итерационная процедура) может оставаться на Standard setting (стандартная установка)). |
|
По окончанию расчета фильтрации грунтовых вод нажать на кнопку <OK> в окне расчетов. Окно закроется и фильтрационное поле будет представлено в выходном окне (Output). |
Совет: |
Результаты расчета фильтрации грунтовых вод можно посмотреть в форме Pore pressures (поровое давление), Flow field (поле фильтрации) и Groundwater head (напор грунтовых вод). Эти опции доступны из меню Stress (напряжения). |
Рис. 6.3 Изолинии активного порового давления, полученные из расчета фильтрации грунтовых вод.
|
Щелкнуть по кнопке <Update> для возвращения в режим поэтапного строительства. |
|
В режиме поэтапного строительства щелкнуть по кнопке <Update> для возвращения в программу расчета. |
Этап 5:
Активировать нижние георешетки.
Два раза щелкнуть по нижним анкерам. В окне Anchor (анкер) выбрать поле Adjust pre-stress force (откорректировать силу предварительного напряжения) и ввести значение силы 200 кН/м. Нажать кнопку <OK> для закрытия окна.
Этап 5
Этап 6:
Деактивировать третий кластер выемки.
Щелкнуть по “переключателю” для перехода в режим генерирования давления воды.
Граничные условия уже были определены на этапе 3, и они не теряют силы на текущем этапе. Однако теперь необходимо понизить уровень воды внутри котлована до достигнутой новой глубины выемки. Для этого необходимо нарисовать новый уровень грунтовых вод от точки (0.0; 17.0) через точки (30.0; 10.0), (50.0; 10.0) и (80.0; 17.0). Щелкнуть по кнопке Generate water pressures (генерировать давление воды), выбрать опцию Groundwater flow (фильтрация грунтовых вод) и нажать кнопку <OK> для начала расчета фильтрации грунтовых вод.
По окончанию расчета фильтрации грунтовых вод нажать на кнопку <OK> в окне расчетов и просмотреть полученные результаты в выходном окне. Щелкнуть по кнопке <Update> для возвращения в режим поэтапного строительства.
Этап 6
После того, как будут определены все этапы расчета, необходимо выбрать несколько точек для построения кривых зависимости смещения от нагрузки (например, точки соединения грунтовых анкеров с ограждающей стенкой). Для начала расчета щелкнуть по кнопке <Calculate>.