hrvatski

Numerička simulacija nelinearne interakcije konstrukcije i tla

U radu je opisan novi elastoplastični konstutucijski model tla s kinematskim očvršćenjem i prikazana primjena ovoga modela u analizi interakcije konstrukcije i tla na dva primjera iz geotehničke prakse. Novi je model tla u skladu s najnovijim saznanjima o ovisnosti sekantnog posmičnog modula o posmičnim deformacijama u širokom području od vrlo malih do velikih deformacija pri slomu tla. Ugrađeni mehanizam kinematskog očvršćenja automatski zadovoljava poznata Masingova pravila za ciklička opterećenja s konstantnom amplitudom deformacije, te prirodno proširuje ova pravila na nepravilne cikluse opterećenja i rasterećenja. Tako se novi model može koristiti i za rješavanje problema dinamike tla. Mehanizam kinematskog očvršćenja postiže se konstrukcijom modela kao paralelnog spoja nelinearno elastičnih, idealno plastičnih elementarnih modela bez očvršćenja. Paralelni spoj elementarnih modela osigurava da svi oni imaju uvijek istu povijest deformacija. Svi elementarni modeli imaju istu elastičnu konstitutcijsku jednadžbu, ali različite čvrstoće opisane Mohr-Coulombovim zakonom čvrstoće. Povoljnim izborom čvrstoća elementarnih modela, moguće je opisati proizvoljnu krivulju odnosa sekantnog modula smicanja i posmične deformacije pri monotonom smicanju, od izotropnog stanja naprezanja do sloma. Za opisivanje pojedinačne vrste tla novi model koristi dvije grupe parametara i jednu materijalnu funkciju. To su elastični modul smicanja i Poissonov broj, kao elastični parametri, kohezija i kut unutrašnjeg trenja, kao parametri čvrstoće, te proizvoljna materijalna funkcija, koja opisuje odnos normaliziranog modula smicanja i normalizirane posmične deformacije. Elastični se parametri tla mogu odrediti geofizičkim ispitivanjem brzine valova na terenu, parametri čvrstoće mogu se odrediti uobičajenim geotehničkim istražnim radovima, dok se normalizirani odnos posmičnog modula i posmične deformacije može odrediti u laboratoriju, ili iz literature u nedostatku laboratorijskih pokusa. Novi je model tla ugrađen u računalni program FLAC, komercijalno dostupan program konačnih elemenata koji omogućuje takve prilagodbe. Pomoću ovog programa simulirana su dva primjera interakcije konstrukcije tla iz geotehničke prakse: slijeganje probne ploče na površini tla te pomaci i savijanje sidrene dijafragme, koja je štitila iskop jedne duboke građevne jame. U oba su primjera bili dostupni parametri tla koje traži novi model, kao i terenska mjerenja pomaka konstrukcije. Usporedba izračunatih slijeganja probne ploče, te pomaka i savijanja dijafragme, s mjerenim pomacima na terenu pokazala su vrlo dobru podudarnost. Time je potvrđena primjenjivost i pouzdanost novog modela za probleme koji se susreću u geotehničkoj praksi.

interakcija; konstrukcija; tlo; numerička analiza; nelinearnost

nije evidentirano