Визначення напружено-деформованого стану групи паль шляхом числового моделювання їх взаємодії з основою за даними польових досліджень

Анотація

Перед інженерами часто постає питання: - який саме програмний комплекс обрати для вирішення певної задачі? Для вирішення задач геотехніки застосовуються наступні програмні комплекси: 1) Plaxis; 2) Midas GTS NX; 3) Abaqus; 4) Ліра – САПР. Кожен із програмних комплексів володіє певними перевагами так і недоліками.

У даному дослідженні використовується ПК «Ліра – САПР» та «Midas GTS NX», за допомогою яких виконувалось числове моделювання взаємодії групи паль з основою, що описано в досліді Бартоломея А.О. [1].

Виконано порівняння напружено-деформованого стану, яке було отримано при використанні наступних варіантів моделей системи «основа – пальовий фундамент»:

1) ПК «Ліра – САПР»:

1.1) палі змодельовані одновузловими скінченними елементами, що розташовуються з заданим по довжині палі кроком та мають жорсткість в різних напрямках і наближено враховують оточуючий ґрунт навколо палі та під її вістрям (СЕ-57);

1.2) ґрунтове середовище змодельовано об’ємними скінченними елементами, що деформуються нелінійно; палі – стержневими скінченними елементами.

2) «Midas GTS NX»:

2.1) ґрунтове середовище змодельовано об’ємними скінченними елементами, що деформується нелінійно; палі – стержневими скінченними елементами, що мають «віртуальний» зв’язок з оточуючим ґрунтом;

2.2) ґрунтове середовище – аналогічно; палі – об’ємними скінченними елементами, що володіють параметрами залізобетону.

Показано, що вибір програмного комплексу та методу моделювання основи впливає на напружено-деформований стан системи «основа – пальовий фундамент».

Моделювання основи з використанням перемінного коефіцієнта жорсткості призводить до кількісної відмінності отриманих результатів з польовим дослідженням. Даний метод моделювання є найменш трудозатратним і швидким. Недоліком даного методу моделювання є те, що необхідно для кожної стадії навантаження створювати окрему модель.

Моделювання основи об’ємними скінченними елементами з нелінійним законом деформування потребує ідентифікації розрахункових параметрів основи та є доволі трудомістким. Недоліком даного методу моделювання є те, що необхідно контролювати коректність розмірів скінченних елементів та їх сумісну роботу.