NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST. Alexandr Butovič Tomáš Louženský SATRA, spol. s r. o

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST Alexandr Butovič Tomáš Louženský SATRA, spol. s r. o.

Obsah prezentace • • • • • • • •

Návrh konstrukce Podklady pro návrh Návrhové přístupy Chování primárního ostění Numerické modelování – 2D (tunel Mrázovka) Numerické modelování – 3D (projekt DOPAS) Zpětná analýza Závěr

1. 4. 2014

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST

2

Návrh konstrukce

1. 4. 2014


3

Podklady pro návrh • Niveleta • Geometrie • Technologické možnosti zhotovitele • Parametry horninového prostředí • Parametry primárního ostění • Okrajové podmínky

1. 4. 2014


4

Numerické modelování a skutečnost

NÁVRHOVÉ PŘÍSTUPY

Návrhové přístupy • ČSN EN 1997-1 Obecná pravidla • Kapitola 2.4.7.3.4.2 Návrhový přístup 1 Kombinace 1: A1 “+” M1 “+” R1 Kombinace 2: A2 “+” M2 “+” R1 • Kapitola 2.4.7.3.4.3 Návrhový přístup 2 Kombinace 1: A1 “+” M1 “+” R2 • Kapitola 2.4.7.3.4.4 Návrhový přístup 3 Kombinace 1: (A1* nebo A2+) “+” M2 “+” R3

1. 4. 2014


6

Návrhové přístupy • Co to znamená? • Buď zhoršuji parametry horniny (zeminy) nebo zvětšuji zatížení (účinky zatížení) • Co když je potřeba parametry zlepšit? • • • •

Co je lepší ? Co znamená lepší? Co je více na straně bezpečnosti ? Co je ekonomičtější?

1. 4. 2014


7

Návrhové přístupy Případ č. 1 Tunel v hloubce 22 m (třípruh na Letné)

Případ č. 2 Tunel v hloubce 10 m (dvoupruh v Troji)

1. 4. 2014


8

Návrhové přístupy – případ č. 1 Doporučené geotechnické charakteristiky

Návrhové parametry (zhoršené) „Edef“ ??

1. 4. 2014


9

Návrhové přístupy – případ č. 1 Porovnání míst možného zplastizování

Doporučené 1. 4. 2014

Návrhové (zhoršené) NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST

10

Návrhové přístupy – případ č. 1 Porovnání normálových sil -1030kN

-600kN 1,7

-1500kN Doporučené 1. 4. 2014

1,15

-1730kN Návrhové (zhoršené)


11

Návrhové přístupy – případ č. 1 Porovnání ohybových momentů

0,5 10kNm 5kNm

-31kNm Doporučené 1. 4. 2014

1,42

-44kNm Návrhové (zhoršené)


12

Návrhové přístupy – případ č. 2 Doporučené geotechnické charakteristiky

Návrhové parametry (zhoršené)

1. 4. 2014


13

Návrhové přístupy – případ č. 2 Fáze výpočtu

1. 4. 2014


14

Návrhové přístupy – případ č. 2 Porovnání míst možného zplastizování

Doporučené 1. 4. 2014


15

Návrhové přístupy – případ č. 2 Porovnání normálových sil -520kN 1,4

-740kN

-740kN Doporučené 1. 4. 2014

1,11

-820kN


16

Návrhové přístupy – případ č. 2 Porovnání ohybových momentů 9kNm

16kNm 0,56

-26kNm Doporučené 1. 4. 2014

2,7

-70kNm Návrhové (zhoršené)


17

Návrhové přístupy – porovnání • Porovnání případů

Případ 1

Případ 2

Případ 3

1. 4. 2014

Bok

Vrchol klenby

Poměr „N“

1,7

1,15

Poměr „M“

0,5

1,42

Poměr „N“

1,4

1,11

Poměr „M“

0,56

2,7

Jiná geologie, hloubka pod povrchem, velikost a tvar tunelu (jiný rozsah zplastizování)


? 18


CHOVÁNÍ PRIMÁRNÍHO OSTĚNÍ

Chování primárního ostění • Způsob zadání: 1. 2. 3.

• • • •

Pružný materiál Pružně – plastický materiál (Mohr-Coulomb, Parabolické kriterium) Jiné…

Co je lepší ? Co znamená lepší? Co je více na straně bezpečnosti ? Co je ekonomičtější?

1. 4. 2014


20

Chování primárního ostění

1. 4. 2014


21


1. 4. 2014


22


-154kNm

-199kNm

Pružné 1. 4. 2014

Pružně-plastické NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST

23


NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ – 2D (TUNEL MRÁZOVKA)

Celková situace stavby – úroveň tunelů 1. 4. 2014


25

Schematický podélný geologický řez západním tunelem 1. 4. 2014


26

Horizontální členění výrubu 1. 4. 2014


27

Numerické modelování – 2D (tunel Mrázovka) • Horizontální členění třípruhového tunelu • Písčité břidlice Letenského souvrství (monotónní vývoj) • Poruchové zóny • Deformace povrchu terénu přes 220 mm (žádné objekty nadzemní zástavby)

1. 4. 2014


28

Numerické modelování – 2D (tunel Mrázovka) • Výsledky numerického modelování: – očekávané deformace povrchu 37 mm – očekávaný sklon poklesové kotliny 1:800 – očekáváná deformace ostění ve svislém směru 46 mm – očekávaná deformace ostění ve vodorovném směru 25 mm

1. 4. 2014


29

Numerické modelování – 2D (tunel Mrázovka) Skutečnost

1. 4. 2014


30

Numerické modelování – 2D (tunel Mrázovka)

1. 4. 2014


31


1. 4. 2014


32


1. 4. 2014


33


NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ – 3D Projekt DOPAS

Numerické modelování – 3D (projekt DOPAS)

1. 4. 2014


35

Numerické modelování – 3D (Projekt DOPAS)

1. 4. 2014


36


1. 4. 2014


37


1. 4. 2014


38


ZPĚTNÁ ANALÝZA

Zpětná analýza • Co když výsledky modelování neodpovídají skutečnosti?

ZPĚTNÁ ANALÝZA • Nalezení takových vstupů do výpočtu, aby se vypočtené výsledky co nejvíce podobaly skutečnosti. • (Pozor na limity upravovaných veličin)

CO MĚNIT? • Modul přetvárnosti, parametry smykové pevnosti, Poissonovo číslo, relaxace výrubu (jednotlivé vrstvy)

1. 4. 2014


40

Zpětná analýza JAKÉ VELIČINY POROVNÁVAT? • Ideální, když je nalezena shoda ve všech parametrech – bohužel málo kdy  • Deformace povrchu terénu, svislá a vodorovná deformace v okolí výrubu, relaxace výrubu, …… málo kdy velikosti napětí.

V JAKÉ FÁZI A NA ZÁKLADĚ ČEHO? • 2D model, členěný výrub – 1. výrub • Na základě výsledků geotechnického monitoringu

1. 4. 2014


41

Zpětná analýza

1. 4. 2014


42

Zpětná analýza

1. 4. 2014


43

Závěr NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ = ÚČINNÝ NÁSTROJ PŘI NAVRHOVÁNÍ PODZEMNÍCH STAVEB

NUTNO BRÁT S REZERVOU ! INŽENÝRSKÝ PŘÍSTUP !!

1. 4. 2014


44

Děkujeme za pozornost

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST. Alexandr Butovič Tomáš Louženský SATRA, spol. s r. o

Recommend Documents