Numerical analysis of diaphragm wall model executed in Poznań clay formation applying selected FEM codes

• Autorzy: Superczyńska M. , Józefiak K. , Zbiciak A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0093

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna ściany szczelinowej wykonanej w iłach formacji poznańskiej z wykorzystaniem wybranych programów MES

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of numerical calculations of a diaphragm wall model executed in Poznań clay formation. Two selected FEM codes were applied, Plaxis and Abaqus. Geological description of Poznań clay formation in Poland as well as geotechnical conditions on construction site in Warsaw city area were presented. The constitutive models of clay implemented both in Plaxis and Abaqus were discussed. The parameters of the Poznań clay constitutive models were assumed based on authors’ experimental tests. The results of numerical analysis were compared taking into account the measured values of horizontal displacements.

PL

Projektowanie konstrukcji podziemnych w obszarach gęstej zabudowy miejskiej, może wiązać się z wieloma trudnościami. Wykop zwykle jest realizowany w bliskim sąsiedztwie istniejących budynków i infrastruktury podziemnej, jak również istnieje ryzyko wystąpienia w podłożu skomplikowanych warunków gruntowych (np. gruntów ekspansywnych lub antropogenicznych). Obecnie inżynierowie mogą korzystać z różnych programów MES w celu rozwiązywania rzeczywistych problemów projektowych. Niektóre są przeznaczone do specyficznych zastosowań, np. w geotechnice Plaxis, Geo 5 czy z Soil. Inne komercyjne programy MES, jak np. Abaqus, Ansys czy LS-Dyna, są bardzo rozbudowane i nadają się do rozwiązywania różnorodnych zagadnień fizyki technicznej (nie tylko z zakresu mechaniki), ale nie zawsze dysponują dodatkowymi narzędziami przydatnymi w konkretnych zastosowaniach geotechnicznych. W artykule przedstawiono wyniki analizy przemieszczeń wybranej ściany szczelinowej przeprowadzonej z zastosowaniem dwóch uznanych programów MES: Plaxis i Abaqus. Oba zawierają zestaw modeli sprężystoplastycznych gruntów, przydatnych do modelowania zachowania się iłów, ale stosowanie tych modeli wymaga dobrej znajomości mechaniki i geotechniki.

Słowa kluczowe

EN

Poznań clay formation; constitutive modelling; finite element method; computational geotechnics; diaphragm wall

PL

iły formacji poznańskiej; modelowanie konstytutywne; metoda elementów skończonych; geotechnika obliczeniowa; ściana szczelinowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 62, nr 3
• Strony: 207--224
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Superczyńska M.

• Warsaw University of Technology, Institute of Roads and Bridges, Warsaw, Poland

autor

Józefiak K.

• Warsaw University of Technology, Institute of Roads and Bridges, Warsaw, Poland

autor

Zbiciak A.

• Warsaw University of Technology, Institute of Roads and Bridges, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. M. Barański, “Selected properties of clays based on field tests. Pliocene clays in Warsaw.”, ITB seminar Iły Pliocenskie Warszawy, pp 15–30, 2004.
• 2. Borowczyk M.: The behaviour of Pliocene clays in foundation excavations. ITB seminar Iły plioceńskie Warszawy, pp. 31-47, 2004.
• 3. R. B. J. Brinkgreve, “Geomaterial Models and Numerical Analysis of Softening”, PhD thesis, Delft University of Technology, 1994.
• 4. M. Cudny, (2013). “Some aspects of the constitutive modelling of natural fine grained soils”, Ed. by E. Dembicki, IMOGEOR, 2013.
• 5. Dassault Systèmes (2012). Abaqus Analysis User’s Manual, Ver. 6.11, Dassault Systèmes, 2012.
• 6. Y. Diao, G. Zheng (2008). “Numerical analysis of effect of friction between diaphragm wall and soil on braced excavation”, Journal of Central South University of Technology 15.2, pp 81–86, 2008.
• 7. J. M. Dłużewski, “Numerical Modelling of soil-structure interactions in consolidation problems”, Vol. 123. Prace Naukowe: Budownictwo, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, 1993.
• 8. S. Helwany, “Applied Soil Mechanics with Abaqus Applications”, John Wiley & Sons, Inc., 2007.
• 9. P. Y. Hicher, “Constitutive modelling of soils and rocks”, Ed. by J. F. Shao., ISTE Ltd, John Wiley and Sons, 2008.
• 10. Z. J. Kozyra, A. Zbiciak, K. Józefiak, “FEM analysis of an influence of subway’s vibration on a building”, in Polish, TTS Technika Transportu Szynowego 18.9, 2012.
• 11. R. Kuszyk, M. Superczyńska, A. Lejzerowicz, “The research methods of elastic parameters of Pliocene clays for the second subway line in Warsaw”, in Polish, Przegląd Komunikacyjny 9, pp 59–63, 2012.
• 12. Ph. Menétrey, J. K. Willam, “Triaxial Failure Criterion for Concrete and Its Generalization”. ACI Structural, pp. 311–318, 1995.
• 13. F. Oka, S. Kimoto, “Computational Modelling of Multiphase Geomaterials”, CRC Press, Taylor & Francis Group, LLC, 2013.
• 14. N. S. Ottosen, M. Ristinmaa, “The Mechanics of Constitutive Modelling”, Elsevier, 2005.
• 15. S. Pietruszczak, “Fundamentals of Plasticity in Geomechanics” CRC Press, 2010.
• 16. Plaxis, Plaxis Material Models Manual 2014. Plaxis, 2014.
• 17. PN-81/B-03020: Building soils. Foundation bases. Static calculation and design, Polish Standard, Polish Committee for Standardization, 1981.
• 18. Z. Sarnacka, “Stratigraphy of Quaternary sediments of Warsaw and its vicinity”, Polish Geological Institute, 1992.
• 19. H. S. Yu, “Plasticity and Geotechnics. Advances in Mechanics and Mathematics”, Vol. 13, Springer, 2006.
• 20. A. Zbiciak, M. Maślakowski, and R. Michalczyk, “Strength analysis of a certain expressway embankment”, Polish-Ukrainian Transactions ”Theoretical Foundations of Civil Engineering”. Vol. 20, pp 137–148, 2012.
• 21. A. Zbiciak, R. Michalczyk, K. Józefiak, M. Maślakowski, “Determination of cohesive soils mechanical properties using cone penetrometer: laboratory testing and numerical simulations”, in Polish, Logistyka 3, 2014.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.