Analiza stateczności ścianki szczelnej z zastosowaniem metody różnic skończonych

• Autorzy: Cała M. , Flisiak J.

Warianty tytułu

EN

Sheet pile wall stability analysis with Finite Difference Method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zajęto się problematyką projektowania oraz analizy stateczności ścianek szczelnych. Są one stosowane powszechnie w różnych dziedzinach budownictwa specjalnego. Do ich projektowania wykorzystywane są przede wszystkim metody stanów granicznych, które dają dobre rezultaty w prostych konstrukcjach, pracujących w stanie zbliżonym do granicznego. Stosowanie uproszczonych schematów może jednak prowadzić do wyciągania błędnych wyników. Interesującą alternatywną propozycją wobec metod stanów granicznych są metody numeryczne, które, zgodnie z Eurokodem 7-1, są zaliczane do jednych z czterech podstawowych metod projektowania stateczności kotwionych ścianek szczelnych oraz analizy ich współpracy z gruntem. W porównaniu z klasycznymi metodami obliczeniowymi metody numeryczne posiadają jedno, bardzo istotne ograniczenie. Mogą one bowiem służyć tylko do analizy stateczności konstrukcji o z góry określonych parametrach. Stosowanie ich jako jedynego narzędzia projektowania może nastręczać istotne trudności. Nadają się one jednak świetnie do weryfikacji i korekty wyników uzyskanych z klasycznych metod projektowych. Rozpatrzono pięć wariantów obudowy wykopu z zastosowaniem elementów stalowych oraz kotwienia. Sformułowano wnioski dotyczące wpływu liczby oraz rodzaju kotwi na rozkład momentów zginających w elementach stalowych oraz globalną stateczność konstrukcji.

EN

This paper deals with designing and stability analysis of sheet pile walls (SPW). SPW are commonly used for stabilizing walls of trenches. Classical limit state methods are usually applied to design simple constructions. Application of simple design schemes may lead to several mistakes. According to Eurocode 7-1, numerical methods (NM) are among four main design methods of design. For to demonstrate possibilities of numerical methods application, several examples of SPW stability analysis were performed, utilizing Finite Difference Method code FLAC v. 5.0. Comparing NM with limit state methods, it must be underlined, that application of numerical methods has one serious limitation. NM may be used only to analyze initially designed construction. Straight use of NM as a design tool may be quite difficult, but not impossible. However NM suits perfectly for verification and correction of results obtained from limit state methods. Five different models of anchored SPW were considered. Several conclusions regarding number of anchors, bending moments distribution and global construction stability were formulated.

Słowa kluczowe

PL

ścianki szczelne; stateczność konstrukcji

EN

sheet pile wall; construction stability

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 29, z. 3/1
• Strony: 89--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cała M.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Flisiak J.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Cała M., Flisiak J.: Analiza stateczności skarp i zboczy w świetle obliczeń analitycznych i numerycznych. XXIII ZSMG. Kraków, Wydawnictwo KGBiG 2000, 27-37
• [2] Cała M., Flisiak J.: Slope stability analysis with FLAC and limit equilibrium methods. FLAC and Numerical Modelling in Geomechanics (edited by Bilaux, Rachez, Detournay & Hart). A.A. Balkema Publishers 2001, 111-114
• [3] Cała M., Flisiak J.: Analiza wpływu słabej warstwy na stateczność skarp. XXV ZSMG. Kraków, Wydawnictwo KGBiG 2002, 83-92
• [4] Cała M., Flisiak J.: Complex geology slope stability analysis by shear strength reduction. In Brummer, Andrieux, Detournay & Hart (eds.) FLAC and Numerical Modelling in Geomechanics. A.A. Balkema Publishers 2003, 99-102
• [5] Dawson E.M., Roth W.H.: Slope stability analysis with FLAC. FLAC and numerical modelling in geomechanics (Detournay & Hart). Rotterdam, A.A. Balkema 1999, 3-9
• [6] Grodecki M., Truty A., Urbański A.: Modelowanie numeryczne ścianek szczelnych. Kwartalnik AGH Górnictwo i Geoinżynieria, r. 27, z. 3-4, 2003, 297-303
• [7] Grodecki M.: Modelowanie numeryczne ścianki szczelnej nieskotwionej. XV Konferencja naukowa „Metody komputerowe w projektowaniu i analizie konstrukcji hydrotechnicznych", 2003, 67-76
• [8] Janusz J.: Analiza ugięć i zmian nachylenia ścian szczelinowych. Inżynieria i Budownictwo, nr 6, 2002, 329-331
• [9] Lane P.A., Griffiths D.V.: Finite element slope stability analysis. Why are engineers still drawing circles. Numerical Models in Geomechanics (Pietruszczak & Pande). Rotterdam, A.A. Balkema 1997, 589-593
• [10] Mazurkiewicz B.: Projektowanie ścianek szczelnych. XX Ogólnopolska konferencja warsztat pracy projektanta konstrukcji. Wisła - Ustroń - Kraków, 2005, 75-92
• [11] Puła O., Rybak Cz., Sarniak W.: Projektowanie posadowień. Wrocław, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne 1999
• [12] Ryż K., Urbański A.: Analiza statyczna konstrukcji ścianowej z grodzic ze ściągami współpracującej z nasypem kolejowym z wykorzystaniem modelowania MES. Kwartalnik AGH Górnictwo i Geoinżynieria, r. 27, z. 3-4, 2003, 533-541
• [13] Urbański A., Truty A. : Współczesne możliwości modelowania komputerowego w zagadnieniach geotechniczno-budowlanych. XX Ogólnopolska konferencja warsztat pracy projektanta konstrukcji. Wisła - Ustroń - Kraków, 2005, 209-234
• [14] FLAC v. 4.0a. 2002: Users manual. Itasca Consulting Group. Minneapolis
• [15] FLAC v. 4.0b. 2002:Theory and background. Itasca Consulting Group. Minneapolis
• [16] FLAC v. 5.0. 2005: Users manual. Itasca Consulting Group. Minneapolis