PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The soft rock socketed monopile with creep effects – a reliability approach based on wavelet neural networks

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Pal osadzony w miękkiej skale z wpływem pełzania – podejście niezawodnościowe bazujące na sieciach falkowo-neuronowych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
In the present study the numerical model of the pile embedded in marl described by a time dependent model, based on laboratory tests, is proposed. The solutions complement the state of knowledge of the monopile loaded by horizontal force in its head with respect to its random variability values in time function. The investigated reliability problem is defined by the union of failure events defined by the excessive horizontal maximal displacement of the pile head in each periods of loads. Abaqus has been used for modeling of the presented task with a two layered viscoplastic model for marl. The mechanical parameters for both parts of model: plastic and rheological were calibrated based on the creep laboratory test results. The important aspect of the problem is reliability analysis of a monopile in complex environment under random sequences of loads which help understanding the role of viscosity in nature of rock basis constructions. Due to the lack of analytical solutions the computations were done by the method of response surface in conjunction with wavelet neural network as a method recommended for time sequences process and description of nonlinear phenomenon.
PL
W niniejszym studium zaprezentowany jest problem pojedynczego pala osadzonego w miękkiej skale, zastosowano wiskoplastyczny model materiału bazujący na wynikach badań laboratoryjnych zespołu z Uniwersytetu Montenegro. Rozwiązanie uzupełnia stan wiedzy dla pali obciążonych poziomą siłą w głowicy zmienną w sposób losowy w czasie. Badany problem niezawodności został określony przez sumę zdarzeń – awarii – zdefiniowanych jako przekroczenie maksymalnie dopuszczalnego poziomego przemieszczenia głowicy pala niezależnie w wszystkich stanach obciążenia. Zastosowano program metody elementów skończonych, ABAQUS, do budowy trójwymiarowego modelu z dwuwarstwowym wiskoplastycznym modelem dla margla. Parametry mechaniczne modelu zarówno w części plastycznej i reologicznej zostały skalibrowane na podstawie wyników badań laboratoryjnych wykonanych na przestrzeni ostatnich czterech lat na próbkach z jednorodnego złoża margla w Montenegro. Ważnym aspektem problemu jest analiza niezawodności pojedynczego pala dla złożonego mechanicznie środowiska w ramach sekwencji losowych obciążeń. Przedstawione zadanie pozwala dostrzec istotę lepkiej części modelu. Ze względu na brak rozwiązań analitycznych oraz długotrwałość procesu obliczeniowego obliczenia niezawodnościowe przeprowadzono metodą powierzchni odpowiedzi bazując na sieciach falkowo-neuronowych. Sieć poprzez nadanie jej struktury rejestru została dostosowana do opisu procesu o nieliniowym charakterze zjawiska i dla obciążeń zmiennych w czasie.
Rocznik
Strony
571--585
Opis fizyczny
Bibliogr. 31 poz., rys., tab., wykr.
Twórcy
autor
  • Wrocław University of Technology
autor
  • University of Montenegro
  • University of Montenegro
Bibliografia
  • [1] Abaqus Analysis User’s Manual 6.9. Dassault Systèmes Simulia Corp., Providence, RI, USA.
  • [2] Arangio S., 2012. Reliability based approach for structural design and assessment: performance criteria and indicators incurrent European codes and guidelines. Int. J. Lifecycle Performance Engineering, Vol. 1, No. 1.
  • [3] Bauer J., Puła W., 2000. Neural network supported response surface method with respect to reliability computations in geotechnics. Studia Geotechnica et Mechanica, 22(3-4), 103-115.
  • [4] Bauer J., Kozubal J., Puła W., Wyjadłowski M., 2012. Application of HDMR method to reliability assessment of a single pile subjected to lateral load. Studia geotechnica and mechanica, 3, 37-52.
  • [5] Bauer J., Kozubal J., Puła W., Wyjadłowski M., 2013. Influence of varying soil properties on evaluation of pile reliability under lateral loads. Journal of Civil Engineering and Management, 19(2), 272-284.
  • [6] Bieniawski Z., 1989. Engineering Rock Mass Classifications. New York: Wiley.
  • [7] Box G., Draper N., 1996. Empirical Model Building and Response Surface. J. Wiley & Sons, New York.
  • [8] Ditlevsen O., 1979. Narrow reliability bounds for structural systems. Journal of Structural Mechanics, 7(4), 453-472.
  • [9] Engelund S., Rackwitz R., 1992., Experiences with experimental design schemes for failure surface estimation and reliability. Proc. 6th Speciality Conf. Probabilistic Mechanics and Structural and Geotechnical Reliability, Denver, 252-255.
  • [10] Faravelli L., 1989. A response surface approach for reliability analysis. Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE 115(12), 2763-2781.
  • [11] Gaige W., Lihong G., Hong D., 2013. Wavelet neural network using multiple wavelet functions in target threat assessment. Hindawi Publishing Corporation The Scientific World Journal Volume 2013, Article ID 632437, 7 p. http://dx.doi.org/10.1155/2013/632437.
  • [12] Ismael N., 1990. Behavior of laterally loaded bored piles in cemented sands. J. Geotech. Eng., ASCE, 116(11), 1678-1699.
  • [13] ISO 2394:2000. General principles on reliability of structures. International Standard.
  • [14] Jakubowski J., 2011. Probabilistic stability analysis of a tunnel in a fracture zone. Arch. Min. Sci., Vol. 56, No 3, 405-413.
  • [15] Jiang C., Zhao M., Hu Y., Zhou K., 2014. Reliability Analysis of Laterally Loaded Piles Using Improved Response Surface. Advances in Soil Dynamics and Foundation Engineering, 229-240.
  • [16] Joint Committee on Structural Safety (JCSS) 2001. Diamantidis D. (Ed.): Probabilistic Assessment of Existing Structures, RILEM Publications, Bagneux-France.
  • [17] Kamruzzaman M., Leonard T., Lye M., 2008. Probabilistic Analysis of Laterally Loaded Pile-Soil System using Monte Carlo Simulation. Proceedings of the Eighth ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium Bangkok, Thailand, 190-204.
  • [18] Kozubal J., Puła W., Stach M., 2014. Reliability assessment of a single pile in unsaturated substrate under climate factors influence. XXIII R-S-P seminar, Theoretical Foundation of Civil Engineering (23RSP).
  • [19] Kwaśniewski M., 2013. Recent advances in studies of the strength of rocks under true triaxial compression conditions. Arch. Min. Sci., Vol. 58, No 4, 1177-1200.
  • [20] Majcherczyk T., Niedbalski Z. Kowalski M., 2012. 3D numerical modelling of road tunnel stability – The Laliki project. Arch. Min. Sci., Vol. 57, No 1, 61-78.
  • [21] Marquardt D., 1962. An Algorithm for Least-Squares Estimation of Nonlinear Parameters Related Databases. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 11(2), 431–441.
  • [22] Nowakowski A., 2012. The law of effective stress for rocks in light of results of Laboratory experiments. Arch. Min. Sci., Vol. 57, No 4, 1027-1044.
  • [23] Percival D., Walden A., 2000. Wavelet Methods for Time Series Analysis, Cambridge University Press.
  • [24] Randolph M., 1981. The response of flexible piles to lateral loading. Geotechnique, 31(2), 247-259.
  • [25] Reese L., Van Impe W., 2001. Single Piles and Pile Group under Lateral Loading. A. A. Balkema, Rotterdam, 463 p.
  • [26] Reese L., Welch R., 1975. Later al loading of deep foundation in stiff clay. J. Geotech. Engrg. Div., ASCE, 101(7), 633-649.
  • [27] Tomanovic Z., 2006. Rheological model of soft rock based on test on marl. Int. J. Mechanics of Time-Dependent Materials, Springer, 135-154.
  • [28] Torno S, Toraño J., Menéndez M., Gent M., Velasco J., 2012. Mathematical and fuzzy logic models in prediction of geological and geomechanical properties of rock mass by excavation data on underground works. Journal of Civil Engineering and Management, 17(2), 197-206.
  • [29] Veitch D., 2005. Wavelet Neural Networks and their application in the study of dynamical systems and Nonlinear Dynamics. Dissertation submitted for the MSc in Data Analysis, Department of Mathematics University of York UK.
  • [30] Wallner M., 1983. Stability calculation concerning a room and pillar design in rock salt. International Congress for Geotechnics, Melbourne.
  • [31] Zivaljevic S., Tomanovic Z., 2014. Experimental research of the effects of pre-consolidation on the time-dependent deformations – creep of marl. Mechanics of Time-Dependent Materials, in editor’s qualify process.
Uwagi
PL
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-8cb7318b-44b4-4b25-a203-dbe6b3afcdd6
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.