dr. Szepesházi Róbert Széchenyi István Egyetem, Győr
Infrastruktúraépítő MSc-képzés Geotechnika tervezés I. 1. konzultáció
A geotechnikai tervezés filozófiája
Egy kis történelem és jövőkép
Jellemző
geotechnikai szerkezetek 1900
Karl Terzaghi Erdbaumechanik 1926
Elméletek és módszerek
Burland (1988) Geotechnikai háromszög
Tervezési koncepció és folyamat
Jellemző városi mélyépítési feladat 2000 – sávalapok feltöltés
talajvíz
lemezalap
drénréteg
horgony homok
résfal
iszap
agyag CFA-cölöp
Jellemző útépítési feladat 2000 –
1:2
Fejgerenda
,5
25°
00 16. 12.00
Horgony tengelytávolság: t = 2,5 m
4.36
Meglévő kőrakat
0 6.0
D = 80 cm hézagos cölöpfal tengelytávolság: t = 1.40 m
6.20
Máglyafal
A geotechnikai tervezést befolyásoló szempontok
Építmény, feladat • • • • • •
funkció, rendeltetés, jelleg méret, elrendezés, tartószerkezetek típusa terhelés jellemzői élettartam speciális sajátosságok
Talaj- és talajvízviszonyok
• • • • •
geológiai adottságok talajrétegződés, talajjellemzők talajvízszint és ingadozása földrengésveszély speciális kedvezőtlen adottságok
Építési körülmények • • • • •
építési időtartam, határidő, ütemezés technológiai kötöttségek minőségi követelmények vállalkozási sajátosságok korlátozások
Helyszíni, környezeti adottságok • • • • • •
meteorológiai, hidrológiai adottságok domborzat, növényzet a hely története szomszédos építmények, közművek közlekedés, megközelíthetőség speciális veszélyek
Technológiai
fejlődés
Számítógépes tervezés
Talajvizsgálatok
Szerkezetvizsgálatok Monitoring
Geotechnikai Tetraéder
MONITORING
MODELLEZÉS
TALAJKÖRNYEZET SZERKEZET
+ TECHNOLOGIA
Talajvizsgálatok
Tervezés Kivitelezés Üzemeltetés
Üzemeltetés, fenntartás
Koncepciótervezés
Geotechnikai tevékenységi területek
Kivitelezés
Modellezés
Megoldások értékelése
Részlettervezés
Geológiai adatok Fúrás Szondázás Laborvizsgálatok Terepi vizsgálatok Geofizikai mérések
Síkalapozás Cölöpözés Résfal Horgonyzás Földmunka Talajerősítés Talajjavítás Drénezés
Tapasztalat Szabványok Konvencionális számítások Numerikus szimuláció Próbaterhelések Fizikai modellezés
Folyamatok
Intézkedések Rendszerek
Alapozás Földművek
Állékonyságbiztosítás Talajvízszabályozás
Költség- és időelemzés Kockázatértékelés Értékelemzés Környezeti hatásvizsgálat Identitáskeresés Marketing
Üzemelési utasítások Felügyeleti terv Monitoring Karbantartás Javítás
Építésszervezési terv Technológiai utasítás Logisztika Minőségmenedzsment Kockázatmenedzsment Műszaki felügyelet Monitoring
Szerkezettervezés Termékspecifikálás Minőségtervezés Technológiatervezés Segédberendezések Biztonságtervezés
Perspektívák
Geotechnikai adatbank
Talajjavítás és talajerősítés
A jövő módszerei
Geotechnikai projektmenedzsment
FEM-modellezés
Geotechnikai kockázatértékeléstől az értékelemzésig
Innováció és optimalizálás a részlettervezésben
CPT
CPT+
Talajavítások és talajerősítések
tve PLAXIS 2D programmal
FEM-modellezés
M, illetve MIDAS GTS programmal
HSS
Kockázatértékelés Környezeti hatásvizsgálat Értékelemzés
Innováció és optimalizálás a részlettervezésben
Geotechnikai projektmenedzsment
Geotechnikai adatbank
Eurocode
Az Eurocode 7-1 tartalma 1.
Általános elvek
2.
A geotechnikai tervezés alapjai
3.
Geotechnikai adatok
4.
Az építés műszaki felügyelete, megfigyelés, fenntartás
5.
Földművek, víztelenítés, talajjavítás és talajerősítés
6.
Síkalapok
7.
Cölöpalapok
8.
Horgonyzások
9.
Támszerkezetek
10. Hidraulikus talajtörés 11. Általános állékonyság 12. Töltések
Az Eurocode 7-2 tartalma 1. Általános elvek 2. A talajvizsgálatok megtervezése
3. Mintavétel és talajvízmérések 4. Terepi vizsgálatok 5. Laboratóriumi vizsgálatok 6. Talajvizsgálati jelentés • tárgy, követelmények, értékelés, felhasználás a főbb vizsgálatokra • mellékletekben sok hasznos korrelációs összefüggés és pl. cölöptervezéshez
2. A geotechnikai tervezés alapjai 2.4. A számításon alapuló geotechnikai tervezés (2) A geotechnikában az altalaj állapotának ismerete függ az elvégzett geotechnikai vizsgálatok mennyiségétől és minőségétől. Ezen ismeretek megszerzése és a kivitelezés szakszerű irányítása sokkal fontosabb az alapvető követelmények teljesítéséhez, mint a számítási modellek és a parciális tényezők pontossága.
Az európai geotechnikai szabványosítás tárgykörei geotechnikai tervezés talaj- és kőzetosztályozás
talajfeltárás- és talajvízmérések terepi talajvizsgálatok
laboratóriumi talajvizsgálatok geotechnikai szerkezetek vizsgálata speciális mélyépítési technológiák mélyépítési szerkezetek, termékek geoműanyagok alkalmazása
geoműanyagok vizsgálata
A tervezés alapkövetelménye
Valamennyi geotechnikai tervezési állapotra vonatkozóan igazolni kell, hogy egyetlen, az EN 1990:2002-ben értelmezett és veszélyesnek vélelmezhető határállapot túllépése sem következik be.
Tervezési állapot A tervezett építmény környezeti körülményeinek, saját méreteinek és anyagjellemzőinek az építés vagy az üzemelés közben kialakuló olyan együttese, melynek kialakulásakor a létesítmény vagy környezetének valamely teherbírási vagy használhatósági határállapota bekövetkezhet, ezért a jellemzők ezen együttesével leírható állapotot vizsgálni kell.
Teherbírási határállapot
A tervezett szerkezet, a talaj vagy a környező építmények valamely részének törés jellegű tönkremenetele, mely a szerkezet rendeltetésszerű használatát lehetetlenné teszi, s általában a szerkezetet használókat, ill. a környezetben lévőket is veszélyezteti. EQU az egyetlen merev testnek tekintett tartószerkezet vagy talajtömb állékonyságvesztése, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a szerkezeti anyagok és a talaj szilárdsága nem befolyásolja jelentősen STR a tartószerkezet vagy a tartószerkezeti elemek, pl. a síkalapok, a cölöpök vagy az alapfalak belső törése vagy túlzott alakváltozása, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a szerkezeti anyagok szilárdsága jelentősen befolyásolja
GEO a talaj törése vagy túlzott alakváltozása, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a talaj vagy a szilárd kőzet szilárdsága jelentősen befolyásolja UPL a tartószerkezet vagy a talaj egyensúlyvesztése a víznyomás (felhajtóerő) vagy más függőleges hatás miatti felúszás folytán
HYD hidraulikus gradiens által a talajban okozott hidraulikus felszakadás, belső erózió vagy buzgárosodás
Használhatósági határállapot A tervezett szerkezet, a talaj vagy a környező építmények olyan mértékű elmozdulása, deformációja, mely annak rendeltetésszerű használatát megnehezíti vagy korlátozza.
Geotechnikai kategorizálás a várható geotechnikai nehézségek és kockázatok, illetve az alkalmazandó eszközök, eljárások alapján Együttesen értékelendők • • • •
a talajkörnyezet a feladat, az építmény az alkalmazandó geotechnikai megoldások és eljárások a környezeti kölcsönhatások
MMK-GEOTajánlás
MMK GeoT ajánlás
MMK-GEOTajánlás
MMK-GEOTajánlás
MMK-GEOT-ajánlás
K kötelező munkarész, SZ: szükség esetén, SZK: szükség esetén kiegészítendő
Önálló talajvizsgálati jelentés és geotechnikai tervezési munkarész készítése nem feltétlenül szükséges minden esetben. A geotechnikai dokumentáció elhagyható, ha az építész vagy
a tartószerkezeti tervező nyilatkozatban rögzíti ennek megengedhetőségét, továbbá ismerteti azokat a geotechnikai információkat (pl. a tartószerkezeti műszaki leírás geotechnikai tervfejezetében), amelyek a tervek alapjául szolgáltak.
MMK-GEOT-ajánlás
K kötelező munkarész, SZ: szükség esetén, SZK: szükség esetén kiegészítendő
A talajvizsgálatok mértéke Építmény típus
15 – 40 m-es hálózat
nagy alapterületű szerkezetek
max. 60 m-es hálózat
vonalas létesítmény (út, vasút, csatorna, csővezeték, gát, alagút, támfal) speciális szerkezetek (pl. híd, kémény, gépalap) gátak és duzzasztóművek
d) töltések
b) lemezalapok és egymásra ható alapok
e) bevágások
za
za
h) földkiemelés talajvíz szintje fölött
c) kisebb alagutak és földalatti terek
20 – 200 m-es hálózat 2 – 6 vizsgálat alaptestenként 25 – 75 m a fontos szelvényekben
Építmény típus
Ábra a) épületek és mérnöki szerkezetek
A feltárási helyek kiosztása
magas építmények és ipari szerkezetek
A feltárás mélysége
a
magas szerkezetek és mérnöki építmények
za ≥ 6 m za ≥ 3,0 ∙ bF
b
lemezalapok, több alaptesten álló szerkezetek, ha hatásuk szuperponálódik
za ≥ 1,5 ∙ bB
c
kisebb alagutak és földalatti terek
bAb < za < 2,0 ∙ bAb
d
töltések
0,8 ∙ h < za < 1,2 ∙ h za ≥ 6 m
e
bevágások
f
utak és repülőterek
g
cölöpök
h
földkiemelés a talajvíz (vagy annak piezometrikus szintje) fölött
za ≥ 0,4 ∙ h za ≥ (t + 2,0) m
i
földkiemelés a talajvíz (vagy annak piezometrikus szintje) alá (* 5,0 m-re növelendő, ha nincs za-ig kevéssé vízáteresztő réteg)
za ≥ (H + 2,0) m za ≥ (t + 2,0*) m
j
árkok és csővezetékek
k
vízzáró fal
f) utak, repülőterek
za ≥ 2 m za ≥ 0,4 ∙ h za ≥ 2 m za ≥ 1,0 ∙ bg za ≥ 5,0 m za ≥ 3 ∙ DF
za
i) földkiemelés talajvíz szintje alatt
za ≥ 2 m za ≥ 1,5 ∙ bAh za ≥ 2 m
Mindig nagyobb vizsgálati mélységet kell választani, ha kedvezőtlenek a geológiai viszonyok, pl. ha gyanítható, hogy a jobb teherbírású rétegek alatt gyenge vagy összenyomódó rétegek vannak.
g) cölöpalapozás
j) árkok, csőfektetés
k) vízzáró fal
Ha a szerkezet bizonyosan teherbíró rétegre kerül, akkor a vizsgálati mélység za=2 m-ig csökkenthető, kivéve, ha a geológiai viszonyok bizonytalanok, mert ez esetben legalább egy fúrást legalább za=5 m-ig le kell mélyíteni. (Ha a tervezett alapsíkon alapkőzet jellegű formáció van, akkor ettől kell za-t értelmezni, egyébként za az alapkőzet felszínére vonatkoztatva értendő.)
MMK-GEOT-ajánlás
A geotechnikai tervezés módszerei • Számításon alapuló tervezés
• Tervezés szokáson alapuló megelőző intézkedésekkel • Tervezés modellkísérletek és próbaterhelések alapján • A megfigyelési módszer alkalmazása
Ec 7-1. 2. fejezet A geotechnikai tervezés alapjai A számításon alapuló tervezés Karakterisztikus érték Tervezési érték
Parciális tényező
A tervezés alapkövetelményének értelmezése az igénybevételek és az ellenállások eloszlásának figyelembevételével
Síkalapok, cölöpök, horgonyok és bármely más geotechnikai szerkezet tervezése a 2. tervezési módszer szerint a parciális tényezőcsoportok A1 „+” M1 „+” R2 kombinációjával (Magyar nemzeti melléklet NA9.1)
Fk
Ek
Rk
E
R Ed
≤
Rd
F Fk
Xk
M Fd
HATÁS IGÉNYBEVÉTEL
Xd
Xk
SZILÁRDSÁG ELLENÁLLÁS
Tervezési módszer (DA2) Teher
Hatás
Ellenőrzés
G = 1,35 Q = 1,5
Anyag Ellenállás szilárdság
rV = 1,4 rH = 1,1 (Bond & Harris,
Rézsűk és bármely geotechnikai szerkezet általános állékonyságának vizsgálata a 3. tervezési módszer szerint a parciális tényezőcsoportok A2 „+” M2 „+” R2 kombinációjával (Magyar nemzeti melléklet NA9.2)
Fk
Ek
Rk
E
R Ed
≤
Rd
F Fk
Xk
M Fd
HATÁS IGÉNYBEVÉTEL
Xd
Xk
SZILÁRDSÁG ELLENÁLLÁS
Tervezési módszer (DA3) Ellenőrzés
Teher
Rézsűállékonyság: mindenhez A2
(A1) Str
(A2) Geo
G
1,35
1,00
Q
1,50
1,30
Anyag szilárdság
j = 1,35 c = 1,35 cu = 1,50
(Bond & Harris,
Parciális tényezők állékonyság földellenállás
földellenállás
s;t
s;p
R;v R;h R;e R;e
elcsúszás
talajtörés
s;t
támszerkezet
horgony t
tartós
s
ideiglenes
cölöp
b
palástellenállás teljes ellenállás húzási ellenállás
térfogatsúly
0
R;v R,h
talpellenállás
drénezetlen nyírószilárdság
típus
hatékony kohézió
cu
elcsúszás
hatékony belső súrlódási szög
c'
síkalap
hasznos
j'
ellenállás (R)
talajtörés
állandó
Q
k-ző 0,90 2
talajparaméterek (M)
G
k-tlen 1,10 1,50
EQU GEO STR
jellemző
határállapot tervezési mód-szer
hatás v. igénybevétel (A)
1,35 1,35 1,50 1,00
vert 1,10 1,10 1,10 1,25 1,35 1,50 1,00 1,00 1,00 1,00 1,40 1,10 fúrt 1,25 1,10 1,20 1,25 1,10 1,10 1,40 1,10 1,40 CFA 1,20 1,10 1,15 1,25 geo. 1,00 1,30
3
1,35 1,35 1,50 1,00
1,00
UPL
k-tlen 1,00 1,50
HYD
felsz. 1,35 1,50
k-tlen 1,35 1,50
k-ző 0,90 k-ző 0,90
0 0
1,25 1,25 1,40 1,00 1,25 1,25 1,40 1,00
1,40 1,40 1,40
Az Eurocode szerinti tervezés kockázati és megbízhatósági szintjei és kezelésük az igénybevételek módosító tényezőjével vagy a tervezés és/vagy a kivitelezés megfelelő ellenőrzési szintjeivel
Kárhányad szerinti és megbízhatósági osztály
megbízhatósági index minimális értékei
Igénybevételek módosító tényezője
Tervellenőrzés szintjei
A helyszíni ellenőrzés szintje
DSL
IL
Tönkremenetellel járó veszteség
illetve 1 éves 50 éves ellenőrzési referencia- referenciaidőszak időszak szintek
3 CC3 RC3
5,2
4,3
Az emberélet veszélyeztetése nagy, vagy a gazdasági, társadalmi vagy környezeti károk rendkívül jelentősek
3,8
Az emberélet veszélyeztetése közepes, vagy a gazdasági, társadalmi vagy környezeti károk jelentősek
3,3
Az emberélet veszélyeztetése csekély és a gazdasági, társadalmi vagy környezeti károk nem jelentősek vagy elhanyagolhatóak
DSL3 IL3 2 CC2 RC2
4,7
DSL2 IL2 1 CC1 RC1 DSL1 IL1
4,2
KFI
Jellemzők
Ajánlott minimális követelmények a számítások, a tervlapok és a műszaki leírások ellenőrzéséhez
Jellemzők Követelmények
Független ellenőrzés: 1,1
Kibővített ellenőrzés
1,0
Szokásos ellenőrzés
0,9
Szokásos ellenőrzés
A tervezőtől független Kibővített ellenőrzés szervezet által végzett ellenőrzés
A felelős tervezőtől független személyek által végzett ellenőrzés a működési szabályzat szerint
Önellenőrzés: A tervező által végzett ellenőrzés
Független ellenőrzés
Szokásos ellenőrzés
A működési szabályzat keretei között végzett ellenőrzés
Szokásos ellenőrzés
Önellenőrzés
A talajparaméterek karakterisztikus értéke Figyelembe veendő
a talajvizsgálati módszer mért eredmények szórása tapasztalati adatok az érintett talajzóna kiterjedése építmény merevsége a károsodás következményei EC7 irányelve „óvatosan becsült átlag vagy szélső érték” annak az értéknek óvatos becslésével kell kiválasztani, mely a vizsgált határállapot bekövetkezését előidézi (govern)”.
Talajparaméterek megválasztása • előírások a talajvizsgálatokra vizsgálattípus és terhelési program • karakterisztikus értékek felvétele óvatosan becsült átlag vagy szélső érték tervezői feladat (érintett zóna, terhelés jellege, kockázat) • korrelációk alkalmazása azonosító talajparaméterekből, szondázásokból • korszerű szoftverek „fejlesztett” anyagmodellek
Karakterisztikus érték Mélyebb talajzóna átlagértéke
Lemezalapozású merev épület
Felszínközeli talajzóna szélső értéke
Pilléralapozású csarnok
Geotechnikai paraméter karakterisztikus értéke
karakterisztikus érték átlaghoz
k n,95 1,64
1 n
1 k 1 , 64 1 szélső értékhez n,5 n Schneider k n ,95 0,5
X k X 1 kn x hatékony belső súrlódási szög (j’) j = 0,1 hatékony kohézió (c’)
c = 0,3
drénezetlen nyírószilárdság (cu)
cu = 0,4
összenyomódási modulus (Eoed) Eoed = 0,4
A talajparaméterek karakterisztikus értéke
Xk X - k n s x X (1 - k n x ) • az átlag 95 % megbízhatósággal becsült értékét a 1 k n 1,64 n
• a legkisebb érték 5 % valószínűségű értékét 1 k n 1,64 1 n
• Schneider javaslata k n 0,5
Nyírószilárdság karakterisztikus értékének felvétele 200
F/z t kN/m2
- j/c
1/1,90 - 27/50 2/2,80 - 15/98
150
F = furat
3/3,20 - 15/70
z = mélység
3/9,20 - 23/74 100
4/9,20 - 21/65
j = belső súrlódási szög
5/3,20 - 37/36
c = kohézió
5/9,20 - 20/125
j=24 ° c=60 kN/m 2
50
7/3,20 - 25/75 jellemző
j 20 27
0 0
50
100
150
c 50 98 kPa
200 s kN/m2
Hol van a c=36 kPa, illetve j=15paraméterű zóna? Lehetnek-e kritikusak ezek a gyengébb értékek ?
j 20
c 50 kPa
??
j 27
c 98 kPa
??
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 1. A geotechnikai vizsgálatok általános követelménye Szolgáltatniuk kell
az építés helyszínének és környezetének talaj- és talajvízviszonyaira vonatkozó mindazon adatokat, amelyek a lényeges talajtulajdonságok megfelelő jellemzéséhez és a tervezési számításokban felhasználandó talajparaméterek karakterisztikus értékeinek megbízható felvételéhez szükségesek.
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 2. Előzetes vizsgálatok célja – a hely általános alkalmasságát meg lehessen ítélni;
– alternatív helyeket lehessen választani, ha szükséges; – a tervezett munkálatok nyomán várható változásokat meg lehessen becsülni; – a tervezési és ellenőrző vizsgálatokat meg lehessen tervezni, beleértve a tartószerkezet viselkedését lényegesen befolyásoló talajzóna kiterjedésének azonosítását; – az anyagnyerőket – ha szükségesek – ki lehessen jelölni.
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 3. Tervezési vizsgálatok Az információk célja
– az ideiglenes és végleges létesítmények megfelelő tervezése – az építési módszer megtervezése
– az építés közben lehetséges bármely nehézség azonosítása Az információk tartalma
– a tervezett építés szempontjából lényeges, vagy az által befolyásolt talajzóna felépítését és jellemzői – a tartószerkezet teljesítőképességére kiható paraméterek
• Műszaki felügyelet a körülmények és a kivitelezés megfelelnek-e a tervben feltételezettnek?
• Megfigyelés az építmény viselkedése építés és üzemelés közben megfelel-e a tervezettnek?
• Fenntartás milyen tevékenységek kellenek a tervezett viselkedés tartós biztosításához?
A geotechnikus közreműködése geotechnika szerkezetek tervezésében a geotechnikai kategóriához igazodóan 1. GK: szaktanácsadó
- kiegészítő dokumentum igény szerint
2. GK: társtervező -
geotechnikai terv, tervfejezet
3. GK: főtervező
- önálló geotechnikai terv altervezőkkel
Modellezés
Geotechnikai méretezési módszerek • Egyszerűsített „kézi számításos” módszerek Nc<10 • Közelítő számítógépes módszerek
Nc≈100
• Pontos numerikus számítógépes módszerek 103
Egyszerűsített „kézi számításos” módszerek • • • • • • • • • •
kis szabadságfok (kevés ismeretlen) - sok feltevés talaj-szerkezet kölcsönhatás közvetett figyelembevétele teherbírási és használhatósági határállapot különített vizsgálata lineáris talajmodellek alkalmazása bonyolult szerkezetek részekre bontása feltételezett elmozdulások, csúszólapok aktív és passzív földnyomások, talpfeszültségek sok lelemény a modellezésben és ügyes fogások a számításban tapasztalatok és egyezmények az eredmények realitásáról geotechnikusi megközelítés számítógépes programok alkalmazása idő- és munkamegtakarítás céljából futási idő néhány másodperc
Merev alap feltételezett talpfeszültség-eloszlás és eredője az alapméretezéshez függőleges feszültségek változása a karakterisztikus pont alatt a süllyedésszámításhoz
P
x
q(x) P/2 ~0,3.B
0,37.B
z
s(z)
Blum-eljárás szádfalméretezésre feltételezett mozgások alapján felvett aktív és passzív földnyomások és kiegészítő megfontolások
Am
A = Am / 1,15
H
sp
t0
sa
t t
Ch
sp
sa
sa
sp
Blum-eljárás – példa egyszerűsített kézi számítási módszerre (S)
Rézsűállékonyság vizsgálata blokkos módszerrel feltételezett törési mechanizmus aktív és passzív földnyomásokkal a blokkok között Ki EP
Si
G
EP
N
G
Qi
Ea
L
Ea
Qi
ji
K
Q=(N;Si=N.tgji) K=ci.L
100.0
[kN/m³] 2.00 10.00
Designation
[-] 0.000 0.000
tõzeg agyag
GGU-Settle süllyedésszámító program
50.0
2
Es [MN/m²] 1.00 8.00
100.0
Layer
100.0
4
0
0.0
-2
0.2
-4
1.2
-6
2.9
-8
4.6
-10
6.2
-12
7.5
-14
8.6
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0 0.0
99.4
99.5
99.4
99.31.0
96.5
96.6
96.6
95.8 5.2
93.2
85.0
76.0
91.2
67.3
91.5
84.8
59.4
85.3
77.9
52.7
13.9
73.4
72.2
66.8
10.1
81.5
78.6
72.6
65.1
89.4
85.2
78.9
71.3
47.0
91.4
feszültségszámítás Boussinesque nyomán
16.3
65.7
66.3
hagyományos „kézi számításos” modell számítógépes alkalmazása
17.6
58.9
alakváltozások számítás összenyomódási modulussal
18.1
-16
-18 20
Layer
100.0
4
[kN/m³] 2.00 10.00
Es [MN/m²] 1.00 8.00
40
[-] 0.000 0.000
50
60
70
80
90
100
Designation tõzeg agyag
L ay er
40
Es D es ig nat ion [k N /m ³] [M N /m ²] E [-] L ay er D es ig nat ion [k N /m ³] [M N /m ²] [-] 2.0 0 12.0 .00 0. 000 t õz eg 0 1 .00 0. 000 t õz eg 10..00 00 10 .00 0. 000 a gyaag 10. 00 10 0. 000 gy ag s
50. 00
40
50.0
2
30
100.0
10
100.0
0
45. 00
0 40. 00
30
0.0
0.0
-2 35. 00
30
-4
0.0 30. 00
20
0.0
100.0
100.0
10
0.0
100.0
100.0
0.0
0.0
-6 25. 00
-8 20. 00
-10
20
0.0
100.0
15. 00
0
-12 10. 00
-14 5 .0 0
-10
-16
Egy töltés okozta süllyedés számítása a GGU-SETTLE programmal
0 .0 0
10
0.0
100.0
-18 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
10
20
30
40
50
60
70
80
GEO5 szádfaltervező program
hagyományos egyszerűsített „kézi számításos” modell számítógépes alkalmazása földnyomások Rankine szerint felvett földnyomásokkal
Közelítő számítógépes módszerek • • • • • • • • •
talaj-szerkezet kölcsönhatás modellezése interfész elemekkel szerkezetek (falak, alaplemezek) FEM-modellezése talajviselkedés modellezése Winkler-elv alapján rugóállandó felvétele intuitíve v. geotechnikai számítás alapján lineáris vagy bi-lineáris talajmodellek (határerő beépítése) teherbírási határállapotok közvetett vizsgálata lokális egyezmények a számítások megfelelőségéről szerkezettervezői megközelítés lamellás állékonyságvizsgálat (MP, GLE) számítógépes programok célszoftverek futási idő néhány perc
AXIS-számítás cölöppel gyámolított alaplemezre ágyazási tényező a lemez alatti talajra és a cölöpökre lemezszámítás FEM-modellel
GEO5 szádfalméretezés Winkler-elven ágyazási tényezők összenyomódási modulusból és határerők aktív és passzív földnyomásokból
A rugómodell javítása határerő bevezetésével cölöpalapozás vizsgálatához
D
z
H D
ΔH
kh(z)
ez(z) ks(z)
qhmax(z) qh(z) eh(z) qs(z)
ez(H) qsmax(z)
Kb(H)
qb(H)
Rbmax(H) Rb(H)
Rézsűállékonyság vizsgálata lamellás módszerrel ismeretlenek (belső erők, hatásvonaluk és a biztonság) száma 6N-2 egyenletek (egyensúlyi kijelentések és törési feltételek) száma 4N
N lamella
„Pontos” numerikus számítógépes módszerek • • • • • • • • • • • •
talaj-szerkezet térbeli és teljes körű kölcsönhatásának modellezése szerkezet és talaj hasonló FEM-modellezése kétdimenziós, tengelyszimmetrikus, háromdimenziós modellek nem-lineáris és időfüggő anyagmodellek komplex építési és terhelési folyamatok modellezése teherbírási határállapotok vizsgálata információgazdag outputok talajparaméterek előállításának nehézségei, költségei modellezési fogások futtatási idő kezelése váratlan eredmények értelmezése értelmezés alapja a kinematikai viselkedés megítélése számítógépes programok geotechnikai FEM-programok általános FEM-programok futási idő: néhány óra
PLAXIS 2D-program hídfő viselkedésének modellezése teljes építési és terhelési folyamatlemezalap vizsgálata Cölöppel gyámolított felkeményedő talajmodell alkalmazása
vizsgálata
MIDAS GTS 3D modell hídfő vizsgálatára
monoton terhelési folyamat lineárisan rugalmas és tökéletesen képlékeny anyagmodell
MIDAS GTS 3D program alkalmazása munkagödörre
lineárisan rugalmas és tökéletesen képlékeny anyagmodell pozitív sarok vizsgálata
MIDAS GTS 3D számítás cölöppel gyámolított alaplemezre
lemez-cölöp-talaj komplex kölcsönhatásának vizsgálata EO5, illetve PLAXIS 2D és programmal lineárisan rugalmas tökéletesen képlékeny anyagmodell
Szabadságfokok elosztása
80%
40% 10%
10% 10%
60%
90%
Szimmetria kihasználása
