Особливості числового моделювання гідрогеологічних умов ґрунтового масиву при влаштуванні котловану в програмному комплексі Plaxis
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Будівництво багатоповерхових цивільних споруд, особливо в центральних частинах міст нерідко супроводжується розвиненою підземною частиною, що вимагає виконання глибоких котлованів. Влаштування таких котлованів, досить часто, призводить до зміни гідрогеологічного режиму на ділянці будівництва та поруч з нею.
В даній роботі представлено порівняння напружено-деформованого стану системи «основа - огородження котловану», в залежності від способу моделювання гідрогеологічних умов.
Дослідження розділено на два етапи: визначення основних особливостей інструментарію програмного комплексу Plaxis для моделювання та визначення тисків порової води; створення числових моделей та виконання розрахунків. В першій частині розглянуто базовий принцип визначення напружень у водонасичених ґрунтах, типи розрахунку порового тиску, гідравлічні граничні умови та типи дренування ґрунтів.
В рамках другої частини дослідження розроблено числові моделі в Plaxis 2D, на основі реального об’єкту та гідрогеологічної обстановки на ділянці зведення споруди. Описано два найбільш популярні підходи, щодо моделювання гідрогеологічних умов при сухій розробці ґрунту в котловані. Виконано покроковий розрахунок з врахуванням поетапності виїмки ґрунту в котловані і водозниження та влаштуванням утримуючих конструкцій за схемою передбаченою проектними рішеннями.
За результатами розрахунків продемонстровано відмінність в отриманих значеннях зусиль та горизонтальних переміщень підпірної стіни для моделей, що були створені при використанні різних методів задання водно-геологічного стану основи.
З метою підвищення точності розрахунків та визначенню впливу водопроникності ґрунтів, виключено вплив стратиграфії основи, шляхом вирішення теоретичних задач з однорідним ґрунтовим масивом, складеним глинистими або піщаним ґрунтом з показниками фільтрації ґрунтових вод в широкому діапазоні (kx=ky=0,001…6м/добу). Спираючись на отримані результати, встановлено, що обидва підходи корелюють між собою у випадку наявності в основі слабо фільтруючих ґрунтів з коефіцієнтом фільтрації k=0,001…0,05 м/добу, розрахунки показали збіжність у переміщеннях та зусиллях підпірної стіни в таких схемах до 97,9-99,9%. Натомість при заляганні ґрунтів з високою проникною здатністю води (k=0,4…6 м/добу), різниця в результатах становить до 56,5%.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Terzaghi K. Theoretical Soil Mechanics, New York, John Wiley & Sons, Inc. – 1943 – 248р.
Bishop, A.W. & Blight, A.K.G. Some aspects of effective stress in saturated and partially saturated soils. Géotechnique, - 1963 - 13: 177-197.
Brinkgreeve, R.B.J., Engin, E., Swolfs, W.M. Plaxis 2D Reference Manual 2018, Tutorial Manual, Reference Manual, Delft University of Technology, The Netherlands. – 2018 – 55-64.
Galavi V. Groundwater flow, fully coupled flow deformation and undrained analyses in Plaxis 2D and 3D; Internal Report, Delft, Plaxis. – 2010.
Gouw Dr, Tjie-Liong. Common Mistakes on the Application of Plaxis 2D in Analyzing Excavation Problems. 9. – 2014. - 8291-8311.
Gouw, Tjie-Liong. Deep Excavation Failures, Can They Be Prvented. Proc. International Symposium on Sustainable Geosynthetics and Green Technology for Climate. – 2012. – 342-357.
Terzaghi K., (1943) Theoretical Soil Mechanics, New York, John Wiley & Sons, Inc. 248.
Bishop, A.W. & Blight, A.K.G. (1963). “Some aspects of effective stress in saturated and partially saturated soils”. Géotechnique, 13: 177-197.
Brinkgreeve, R.B.J., Engin, E., Swolfs, W.M. (2018). Plaxis 2D Reference Manual 2018, Tutorial Manual, Reference Manual, Delft University of Technology, The Netherlands. 55-64.
Galavi V. (2010). Groundwater flow, fully coupled flow deformation and undrained analyses in Plaxis 2D and 3D; Internal Report, Delft, Plaxis.
Gouw Dr, Tjie-Liong. (2014). Common Mistakes on the Application of Plaxis 2D in Analyzing Excavation Problems. 9. 8291-8311.
Gouw, Tjie-Liong. (2012). Deep Excavation Failures, Can They Be Prvented. Proc. International Symposium on Sustainable Geosynthetics and Green Technology for Climate. – 342-357.