The constant development of geotechnical technologies imposes the necessity of monitoring techniques to provide a proper quality and the safe execution of geotechnical works. Several monitoring methods enable the preliminary design of work process and current control of hydrotechnical works (pile driving, sheet piling, ground improvement methods). Wave parameter measurements and/or continuous histogram recording of shocks and vibrations and its dynamic impact on engineering structures in the close vicinity of the building site enable the modification of the technology parameters, such as vibrator frequency or hammer drop height. Many examples of practical applications have already been published and provide a basis for the formulation of guidelines, for work on the following sites. In the current work the author’s experience gained during sheet piling works for the reconstruction of City Channel in Wrocław (Poland) was presented. The examples chosen describe ways of proceedings in the case of new and old residential buildings where the concrete or masonry walls were exposed to vibrations and in the case of the hydrotechnical structures (sluices, bridges).
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with reliability analysis of sheet pile wall located in soil with strong spatial variability of strength properties. The purely frictional soil with the strength governed with Mohr-Coulomb criterion has been considered. Spatial variability of friction has been described using random fields theory. Implementation of Local Average Subdivision (LAS) algorithm has been used for generation of individual realizations of the field. Mean and variance as well as fluctuation scale of friction angle has been estimated for assumed exponential correlation model using the results obtained with CPTu testing in natural non-cohesive soil. Using the generated unidirectional field of friction the probabilistic analysis of sheet pile wall has been performed with finite difference method (FLAC). In the final step of the calculation, reliability analysis have been applied. The obtained results prove usefulness of the presented methodology for reliability based design of sheet pile walls.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki pomiarów sił w rozporach głębokiego wykopu oraz ich analizę i porównanie z wartościami obliczonymi w projekcie zabezpieczenia. Wykorzystano inżynierski system pomiarowy złożony z oprogramowania i jednostki pomiarowej współpracującej z układem sensorów. Jako czujniki zastosowano mostki tensometryczne naklejane na odpowiednio przygotowaną powierzchnię rozpór wykopu. Obserwowano różne etapy pracy obudowy wykopu w zależności od stanu robót ziemnych oraz odpowiadających im oddziaływań. Zastosowanie częściowych współczynników bezpieczeństwa typowych normowych parć na ściankę szczelną zapewniło bezpieczne zaprojektowanie rozpór wykopu.
EN
The article presents the results of measurements of forces in the struts of deep excavation and the analysis and comparison with values calculated in the project. Engineering measurement system consisting of software, measuring unit, which operates together with the strain gauges was used. Strain gauges were glued to the prepared surface of the struts of the sheet pile. Measurements take into consideration different stages of earthworks and the corresponding loading. The use of partial safety factors for typical earth pressure of code on the wall ensured safe design struts excavation.
The article presents the results of inclinometric measurements and numerical analyses of soldier-pile wall displacements. The excavation under investigation was made in cohesive soils. The measurements were conducted at points located at the edge of the cantilever excavation support system. The displacements of the excavation support observed over the period of three years demonstrated the pattern of steady growth over the first two months, followed by a gradual levelling out to a final plateau. The numerical analyses were conducted based on 3D FEM models. The numerical analysis of the problem comprise calculations of the global structural safety factor depending on the displacement of the chosen points in the lagging and conducted by means of the φ/c reduction procedure. The adopted graphical method of safety estimation is very conservative in the sense that it recognizes stability loss quite early, when one could further load the medium or weaken it by further strength reduction. The values of the Msf factor are relatively high. This is caused by the fact that the structure was designed for excavation twice as deep. Nevertheless, the structure is treated as a temporary one.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W projektowaniu głębokich wykopów istotne jest oszacowanie wodoprzepuszczalności ich zabezpieczenia. W przypadku ścianki szczelnej zadanie polega na określeniu przepuszczalności zamka profili stalowych. PN-EN 12063 [1] zaleca zdefiniowanie przepuszczalności w zależności od tzw. parametru szczelności (oporu na przeciek) ρz [m/s], na podstawie którego określa się objętość wody mogącej przepływać przez zamek ścianki szczelnej w jednostce czasu. W artykule przedstawiono metodę oszacowania parametru ρz oraz porównano wyniki obliczeń przepływu przez ściankę szczelną, uzyskane metodą analityczną w oparciu o [1], z wynikami numerycznego modelowania 3D (jako model matematyczny, opisujący rozkład wysokości hydraulicznej w badanym obszarze, przyjęto równanie Laplace'a). Metoda analityczna daje poprawne wartości wydatku, gdy wartość współczynnika filtracji materiału wypełniającego zamek jest dużo mniejsza (dwa rzędy wielkości w przeanalizowanym przykładzie) od współczynnika filtracji sąsiadującego ze ścianką gruntu. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, wydatek obliczony analitycznie jest znacznie zawyżony.
EN
The quantification of seepage ground-water flow through construction of an excavation pit has practical relevance for engineers. In the case of sheet pile wall is to determine the permeability of the joints of profiles. Standard PN-EN 12063 recommends that define the permeability depending on the tightness parameter ρz [m/s]. Based on this parameter determines the volume of water likely to flow through the joint per unit of time. In this approach ρz is regarded as a material parameter wall profile defining its permeability. This paper presents a method to estimate a parameter ρz and compared the results of calculations of discharge, conducted an analytical method based on standard PN-EN 12063 with the results of numerical modelling 3D. In numerical calculations, as a mathematical model describing the hydraulic distribution in the studied area was adopted Laplace equation.Analytical method provides the correct discharge when the value of the permeability coefficient of the filler material is much smaller than the permeability of soil adjacent to the wall. If this condition is not met, the analytically calculated discharge is overestimated.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper describes a procedure using serviceability limit state equations to calculate the reliability index for a laterally loaded diaphragm wall. The reliability indices related to the serviceability limit state have been obtained by creating two response surfaces: one based on the maximum lateral displacements of wall head and the other one using the maximum values of bending moments widening cracks in the wall concrete. The global reliability index has been obtained by using the appropriate system reliability formulae proposed by structural reliability theory.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono procedurę określenia parametrów geotechnicznych gruntów nasypowych oraz obliczenia niezawodności palisady z pali wierconych. Wykorzystano wyniki pomiarów inklinometrycznych, analizę odwrotną [1], obliczenia numeryczne oraz metody szacowania niezawodności konstrukcji. Proponowana procedura pozwala na projektowanie obudowy wykopu metodą obserwacyjną oraz aktywną modyfikację projektu zabezpieczenia wykopu w trakcie wykonywania konstrukcji w celu osiągnięcia wymaganego współczynnika niezawodności.
EN
This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade. Inclinometer measurements, results, inverse analysis, numerical calculations and methods for estimating the reliability of the structure was used. The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observation method and active modification of the project in the course of construction in order to achieve the required reliability factor.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an application of High Dimensional Model Representation (HDMR) to reliability assessment of a single pile subjected to lateral load. The purpose is to compare HDMR with some classical method based on response surface technique. First 3D numerical model of the problem for finite elements computations in the ABAQUS STANDARD program has been presented. The soil model is assumed to be linear elastic. However, contacts between the sidewall and the foundation of the pile and the soil are modelled as Coulomb one with friction and cohesion. Next the Response Surface Method is briefly reviewed in conjunction with reliability approach.Then the High Dimensional Model Representation approach is presented. In our approach the HDMR algorithm is based on polynomial of the second degree. Finally the numerical studies have been carried out. The first series of computations demonstrate the efficiency of HDMR in comparison to neural network approach. The second series allows comparison of reliability indices resulting from three different approaches, namely neural network response surface, first-order HDMR and second-order HDMR. It has been observed that for increasing values of the length of the pile reliability indices reach similar values regardless of the method response surface applied.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents back analysis to estimate geotechnical parameters of fill layer. The agreement between field measurements and theoretical calculations was examined. Displacements of a cantilever CFA bored pile wall were monitored. The inclinometric measurements were taken directly after pile construction and according to excavation process. Over 200 calculation series were performed, with changing fill parameters. The calculations employed the actual geometric and material parameters of the pile wall, as well as geotechnical parameters of layered soil. The parameters estimated through back analysis were the angle of internal friction and Young’s modulus of fill layer. In the case discussed, pile wall cap displacement was the response of the system, and soil medium parameters were the input data. The agreement between theoretical calculations and inclinometer measurements was assessed in accordance with two functions. The measured horizontal displacements of excavation support structure assumed different values at the two inclinometer sites analysed. Back analysis results for these sites are approximately convergent for a final excavation depth.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono probabilistyczną analizę przemieszczeń głowicy pala poddanego obciążeniu siłą losową. Celem pracy jest określenie długości pala, która z zadanym prawdopodobieństwem zapewnia nieprzekroczenie dopuszczalnego przemieszczenia poziomego głowicy. Ponadto zaprezentowano koncepcję kalibracji cząstkowych współczynników bezpieczeństwa, które mogą uprościć obliczenia na etapie projektowania. Metoda składa się z trzech segmentów numerycznych - modelowania trójwymiarowego metodą elementów skończonych, algorytmu znajdowania powierzchni odpowiedzi oraz obliczeń wskaźników niezawodności.
EN
The method of probabilistic analysis of laterally loaded piles displacement has been presented. The aim of the method is to determine pile's geometry in such a way that guarantee that displacement of pile's head not exceed an allowable threshold with specified level of probability. The method additionally offers finding material partial safety factors of elastic subsoil interacting with the pile. The method consists of three numerical parts, which are three-dimensional finite element modelling, algorithm of creating of a response surface and reliability computations.
Przedstawiono metodę określania wartości sił poziomych, które mogą przenieść pale, opartą na wynikach obciążeń próbnych, opracowanych metodami probabilistycznymi. Za pomocą modelu regresji nieliniowej wyznaczono funkcję aproksymującą zależność przemieszczenia od siły. Oszacowano wartość oczekiwaną obciążenia poziomego tak, aby zachowany był określony poziom wskażnika niezawodności, zalecany przez normę PN-ISO 2394:2000.
EN
Calculation method of allowable horizontal force magnitude applied to a head of a pile was described. Results of load tests and probabilistic approach to their elaboration were a base to carry out the calculation. The non linear regression model of horizontal displacement versus applied force relationship was fitted to the test result data to create a response surface. Assessment of magnitudes of horizontal allowable forces was done taking into account values of reliability indexes recommended by PN-ISO 2394:2000.
Obliczenia nośności bocznej pali i ich przemieszczeń poziomych są niezwykle skomplikowane i zależne od przyjmowanych założeń. Projektowanie pali obciążonych siłami bocznymi jest zatem obarczone ryzykiem błędów - niezależnie od stopnia zaawansowania metody obliczeniowej. Sposobem na uzyskanie korelacji między prowadzonymi obliczeniami a pracą pala w konstrukcji jest wykonanie próbnych obciążeń bocznych. Badania takie pozwalają na oszacowanie przemieszczeń a zarazem na wyznaczenie (w zależności od przyjmowanego kryterium) maksymalnej siły obciążającej pal. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń statycznych i ich weryfikację doświadczalną w odniesieniu do pala o małej średnicy (mikropala iniekcyjnego) zbrojonego rurą stalową. Obliczenia wykonano metodą normową z uwzględnieniem rzeczywistej sztywności mikropala i przy założeniu, że głowica jest nieutwierdzona.
EN
The computations of the lateral capacity of piles and their horizontal displacement are extraordinarily complex and they depend on the underlying assumptions. Designing lateral capacity of piles, therefore, bears the risk of errors - no matter how advanced the method of computations is. One way to obtain correlation between the computations and the pile's actual work in a structure is to carry out lateral load tests. Such examination makes it possible to estimate the displacement and to determine (depending on the predefined criteria) the maximum force loading the pile. This work presents the results of static computations and their experimental verification in relation to a small diameter pile (injection micro- piles) reinforced with a steel pipe. The computations were carried out by means of the norm method, taking into account the actual pile rigidity and assuming that the pile head had not been fixed.
W pracy przedstawiono probabilistyczną analizę pracy grupy pali w stanie granicznym użytkowania. Głowice pali są połączone oczepem obciążonym poziomą siłą. Współpraca pali i podłoża jest modelowana przez zestaw sprężyn o różnych sztywnościach, których wartości są określane klasyczną metodą o nazwie Kx generator. Wykorzystując metodę powierzchni odpowiedzi dla zestawu przemieszczeń poziomych uzyskanych ze statycznego modelu zadania, współczynniki niezawodności i współczynniki czułości są określane dla losowego modułu Younga sprężystości gruntu i losowej miąższości wierzchniej warstwy gruntu.
EN
A probabilistic analysis of limit serviceability state of a pile groups is presented in the paper. Pile heads are interconnected and loaded by a horizontal force. Interaction of piles and subsoil is modelled by a set of springs using classical method called Kx generator. Applying the response surface method for the displacement data calculated from the resulting static model, the reliability indices and sensitivity coefficients are computed for assumed variability of random Young's modulus and random thickness of upper soil layer.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the procedure of calculating reliability index for a sheet pile wall loaded with a horizontal force. The procedure is carried out with the equations representing the ultimate and serviceability limit states. The calculation of the reliability index related to bearing capacity limit state was based on a response surface made of the largest bending moments in a sheet pile wall, while the reliability index of serviceability limit state was obtained by forming another response surface involving the maximum horizontal displacements of pile heads. The global reliability index was calculated with the use of the appropriate equations derived from system reliability analysis.
W pracy przedstawiono modelowanie probabilistyczne odkształceń pala pod wpływem losowych sił poprzecznych działających w jego głowicy. Opracowano nowy model numeryczny, w którym możliwe są zmiany modułu sprężystości wraz z głębokością. Przeprowadzono obliczenia probabilistyczne uwzględniające różne współczynniki zmienności parametrów przyjętych jako losowe oraz korelację pomiędzy nimi. Oszacowano prawdopodobieństwa przekroczenia przemieszczeń dopuszczalnych przez głowicę pala oraz odpowiadające im wskaźniki niezawodności. Przykłady pokazują, że o prawdopodobieństwie przekroczenia dopuszczalnego przemieszczenia decyduje przede wszystkim zmienność losowa działającego obciążenia, a spośród pozostałych przyjętych parametrów zmienność modułu Younga.
EN
This paper presents probabilistic modeling of pile displacement under random lateral forces acting on the pile head. An original numerical model is presented incorporating a randomly varying elastic modulus with depth. The probabilistic computations take into account different values of the coefficients of variation as well as correlation coefficients of random variables. The probability of excessive displacements and corresponding reliability indices were evaluated. The computed examples show that the displacement exceeding the allowable value is determined by the force acting at the head of the pile and by the variation of the elastic modulus of the soil.
W artykule przedstawiono modelowanie probabilistyczne odkształceń pala pod wpływem sił poprzecznych działających w jego głowicy. Pal pogrążony jest w uwarstwionym ośrodku liniowo sprężystym o cechach losowych. Obciążenie pala jest traktowane jako losowe. Elementem nowym, w stosunku do znanych z literatury prac, jest podejście probabilistyczne dla modelu trójwymiarowego. Podstawę stanowi modelowanie trójwymiarowe za pomocą metody elementów skończonych. Uzyskuje się serie wyników odkształceń przy różnych wartościach parametrów podłoża. Wyniki te służą do skonstruowania powierzchni odpowiedzi, którą estymuje się za pomocą regresji nieliniowej poprzez specjalnie skonstruowany algorytm iteracyjny. Powierzchnia odpowiedzi umożliwia analizę niezawodności, polegającą na znajdowaniu prawdopodobieństw przekroczenia przemieszczeń dopuszczalnych przez głowicę pala oraz odpowiadających im wskaźników niezawodności. Stwierdzono decydujący wpływ losowych wahań obciążającej siły poziomej oraz modułu sprężystości wierzchniej warstwy podłoża na wartości wskaźników niezawodności.
EN
The paper presents a probabilistic modelling of displacements of a foundation pile. The pile is subjected to lateral loading implemented in the pile's head. The pile is embedded in a layered linearly-elastic random medium. The loading is considered as a random variable. The probabilistic approach to this problem as a three-dimensional one constitutes a new result in comparison with other earlier published. The base of the solution is the three-dimensional modelling by the finite element method. A series of results can be obtained under various values of elastic characteristics of the medium under consideration. Next by a non-linear regression procedure a response surface is obtained. To get the final response surface an iterative algorithm has been applied. The final response surface allows a reliability analysis. The failure criterion is an exceeding of an allowable displacements threshold by deformed pile's head. By numerical examples a vital effect of the random variability of the lateral force as well as random variability of the elastic modulus of the upper layer has been demonstrated.
Artykuł przedstawia wybrane wyniki badań terenowych wykonanych z wykorzystaniem lekkiej sondy dynamicznej i płyty obciążanej dynamicznie oraz propozycję zależności korelacyjnej pomiędzy parametrami wyznaczanymi w tych badaniach. Badania wykonano w piaskach średnich. Sondowanie polega na mierzeniu przyrostu zagłębienia stożka pod wpływem spadającego z określonej wysokości bijaka i na tej podstawie wyznaczenia stanu zagęszczenia gruntu. W przypadku drugiej metody dynamiczne obciążenie przekazywane jest na grunt przez powierzchnię płyty, a moduł dynamiczny podłoża wyznacza się na podstawie amplitudy pionowych osiadań.
EN
Study concerns comparison results of terrain researches in sand gained with two methods. First of described methods is light dynamic probe. The general idea is levelling the depth that the probe slides into the ground after some weight failed on it. Based on that outcomes they specify the degree of concentration. In the second methods they used steel plate 300 mm diameter plate. It is also loaded by dropping weight from some height, but this time there is no part sliding into the ground. They measure the subsidance passing very short time and then calculate soil dynamic module. Referred equipment is called dynamic loaded plate. Then the correlation was searched and finally it was estimated by using the linear regression.
Praca powstała jako rozwiązanie problemu zapisu zagadnień plastyczności w programie MES FlexPDE v5.0 oraz programie MRS FLAC 2D. Zastosowano model ciała sprężysto-idealnie plastycznego w zadaniach płaskiego stanu odkształcenia, założono stowarzyszone prawo płynięcia. Opracowana ścieżka postępowania w dogodny sposób umożliwia zapisanie warunków z dodatkowymi ograniczeniami, tj. zamknięcie od strony naprężeń ściskających w przestrzeni naprężeń głównych oraz ograniczenie rozciągania zapisanych jako wypukłe linie wielosegmentowe.
EN
In the paper the describing of linear-plastic material behaviour in Finite Elements codes: FlexPDE and MRS FLAC is presented. The discussion is restricted to linear elastic-perfectly plastic material, two-dimensional plane strain and associated flow rule. For describing linear-elastic material behaviour (for general stress states): stress-strain behaviour in elastic range, yield function or failure function, flow rule, definition of strain hardening (softening) are needed. In the solution the tension stresses are limited and showed like convex multi segment line.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this work the results of numerical analysis of the ground settlement of roads embankment are shown. The consolidation of the made soils in the road was insufficient. The thicknesses layers of the roads were assumed different. In this paper the estimation of the ground settlement for two the roads the constructions are calculate. The first road was design individual of the roads. The results are compared with the typical road.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.