Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the ratio between dilatancy angle and internal friction angle on stress distribution behind a gravity retaining wall

Kowalska M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2015

|

Vol. 8, no. 1

77--82

EN

The paper presents results of a numerical study of the influence of dilatancy angle on stress distribution behind a gravity retaining wall. The analysis has been conducted with the use of the finite element method. Elastic-perfectly plastic constitutive model with Coulomb-Mohr failure criterion was applied to simulate coarse soil behaviour. Twelve cases with different values of internal angle of friction ϕ’ (30°, 36° or 42°) and the ratio α between the dilatancy angle ψ’ and ϕ’ (0, 1/3, 2/3 or 1) were considered. The analysis has revealed that the influence of the choice of dilatancy angle value is observed mainly at the lowest part of the retaining wall, where the pressure acting on the wall is the highest. The resultant maximum stress may be there even 30% higher when α changes from 1 to 0, which is probably the main reason of the observed lower bearing capacity or divergence of calculations in the cases when the difference between ψ’ and ϕ’ is greater than 20°.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej wpływu kąta dylatancji na rozkład naprężeń za ścianą oporową. Analiza ta została przeprowadzona przy użyciu metody elementów skończonych. Do opisu zachowania gruntu użyto modelu sprężysto-idealnie plastycznego z kryterium zniszczenia Coulomba-Mohra. Uwzględniono dwanaście przypadków z różnymi wartościami kąta tarcia wewnętrznego ϕ’ (30°, 36° lub 42°) i stosunkiem α między wartościami kąta dylatacji ψ’ i ϕ’ (0, 1/3, 2/3 lub 1). Analiza wykazała, że wpływ wybóru wartości kąta dylatacji obserwowano głównie w najniższej części ściany oporowej, gdzie ciśnienie działające na ścianki jest najwyższa. Powstałe maksymalne naprężenie może być tam nawet o 30% wyższe gdy α zmienia się od 1 do 0, co jest prawdopodobnie głównym powodem obserwowanej niższej nośności lub rozbieżności obliczeń w przypadkach gdy różnica między ψ’ i ϕ’ jest większa niż 20°.

2

Numerical modelling of soil arching in a shallow backfill layer

Szajna W. S.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 15

127--137

EN

The paper presents the application of the finite element method into the modelling of soil arching. The phenomenon plays fundamental role in soil-shell flexible structures behaviour. To evaluate the influence of arching on a pressure reduction, a plain strain trapdoor under a shallow layer of backfill was simulated. The Coulomb-Mohr plasticity condition and the nonassociated flow rule were used for the soil model. The research examines the impact of the internal friction angle and the influence of the backfill layer thickness on the value of soil arching. The carried out analyses indicate that the reduction of pressures acting on a structure depends on the value of the internal friction angle, which confirms the earlier research. For a shallow backfill layer however, the reduction is only a local phenomenon and can influence only a part of the structure.

PL

W artykule przedstawiono próbę modelowania numerycznego zjawiska przesklepienia gruntu w płytkiej warstwie zasypki. Zjawisko to ma podstawowe znaczenie w podatnych konstrukcjach gruntowo-powłokowych. W wyniku przesklepienia parcie gruntu na konstrukcję podatną jest znacznie mniejsze niż parcie na analogiczną konstrukcję sztywną. Redukcja parcia nad poddającą się obciążeniom wiotką konstrukcją wiąże się z redystrybucją naprężeń w gruncie na strefy zasypki, które nie podlegają deformacjom. W celu zbadania istoty zjawiska redystrybucji naprężeń analizowany jest układ o bardzo uproszczonej geometrii – tzw. problem zapadni. Zadanie rozwiązano z wykorzystaniem metody elementów skończonych. W rozwiązaniu przyjęto warunki płaskiego stanu odkształcenia. Założono sprężysto-plastyczny model zasypki gruntowej z warunkiem plastyczności Coulomba-Mohra i niestowarzyszonym prawem płynięcia. Jako miarę redukcji parcia wywołanego przesklepieniem przyjęto stosunek aktualnego parcia do parcia geostatycznego działającego na konstrukcję niepodatną. Badano wpływ kąta tarcia wewnętrznego i grubości warstwy zasypki na wartość redukcji parcia. Wzrost kąta tarcia skutkuje większą redukcją parcia gruntu, co potwierdza wcześniejsze wyniki badań. Przy małej grubości warstwy zasypki efekt redukcji parcia ma charakter lokalny i może być ograniczony jedynie do małych obszarów gruntu nie obejmując swym zasięgiem całej konstrukcji podatnej.

3

The non-linear Mohr-Coulomb model for sands

Dołżyk K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2006

|

Vol. 28, nr 2-4

89-95

4

Numerical modelling of DMT test in calibration chamber

Bałachowski L.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2006

|

Vol. 28, nr 2-4

21-30

EN

Dilatometric test performed in calibration chamber at Gdańsk UT was modelled with finite element code using Mohr-Coulomb and Hardening Soil Models. The tests were carried out in loose and dense model sands at a given stress level and under boundary conditions. Data from triaxial tests was used to define the model parameters. In parametric studies conducted, among the other things, the angle of internal friction, soil modulus and dilatancy angle were investigated. The values A and B measured in dilatometric tests were compared to the calculated mean normal stress acting on the dila-tometer membrane after the blade insertion and after the inflation of the membrane, respectively.

PL

Analizę numeryczną badania dylatometrycznego przeprowadzono w komorze kalibracyjnej na Politechnice Gdańskiej z zastosowaniem metody elementów skończonych i modelu Culomba-Mohra oraz modelu ze wzmocnieniem. Doświadczenia wykonano w piaskach luźnych i zagęszczonych przy zadanym poziomie naprężenia oraz przyjętych warunkach brzegowych. Parametry modelu obliczeniowego określono na podstawie przeprowadzonych badań w aparacie trójosiowego ściskania. W analizie parametrycznej uwzględniono wpływ wartości kąta tarcia wewnętrznego, modułu odkształcenia oraz kąta dylatancji. Wartości A i B mierzone podczas badania dylatometrycznego porównano z obliczonymi średnimi naprężeniami normalnymi działającymi na membranę dylatome-tru po wciśnięciu ostrza oraz po przemieszczeniu środka membrany o 1,1 mm.

5

Calibration of the three-zone model of jet-grouting pile-soil system

Bzówka J.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2003

|

Vol. 25, nr 3-4

3-51

EN

The article deals with calibration of three-zone model, that is with evaluation of the parameters of Coulomb-Mohr model for the material of jet-grouting pile that co-operates with the soil pile, i.e. with medium sand and silty clay and contact zone. Experimental procedures as well as testing equipment and criteria of calibration were adjusted to the specificity of the materials (Bzówka [10]). Cement-soil material the pile consists of was tested at the Laboratory of Rock Mechanics in a high-pressure triaxial compression apparatus according to standard programmes of loading (at constant chamber pressure). Modulus of elasticity and Poisson's ratio were estimated on the basis of adjusting linear characteristics q- e1 and q - e3. Internal friction angle and cohesion are estimated on the basis of adjusting the Coulomb-Mohr straight lines to the results of strength tests. Soil surroundings due to their sensitiveness to loading paths were tested in two ways: either by triaxial tests or deep trial loadings. Triaxial tests on excavated soil samples were similar to those on cement-soil samples, but they were carried out after having completed the process of anisotropic consolidation of the type Ko. Deep trial loading was conducted under conditions similar to the conditions of trial loading of pile. The parameters were estimated on the basis of back analysis of the problems which simulate testing. Because of the similarity the parameters obtained by using the other way were described as representative. Estimation of parameters of the contact zone was based on the assumption that they are, in fact, reduced (by 33%) parameters for the soil mass.

PL

Opisano kalibrowanie trójstrefowego modelu, czyli oszacowano parametry modelu Coulomba-Mohra dla materiału pala strumieniowo-iniekcyjnego współdziałającego z palem gruntów (piasek średni i ił pylasty oraz warstwa kontaktowa). Procedury badawcze, aparaturę i kryteria kalibrowania dostosowano do specyfiki materiałów (BzówKA [10]). Cemento-grunty, będące tworzywem pala, były badane w Laboratorium Mechaniki Skał w wysokociśnieniowym aparacie trójosiowego ściskania według standardowych programów obciążenia (przy stałym ciśnieniu komorowym). Moduły sprężystości i współczynniki Poissona oszacowano na podstawie dopasowania liniowych charakterystyk q — e1 i q — e3, natomiast kąty tarcia wewnętrznego i spójności - na podstawie dopasowania prostych Coulomba-Mohra do rezultatów badań wytrzymałościowych. Otoczenie gruntowe, ze względu na swą wrażliwość na ścieżki obciążenia, było badane na dwa sposoby: trójosiowo oraz stosując wgłębne próbne obciążenia. Trójosiowe próbki gruntu pobrane z odkopu badano podobnie jak próbki cemento-gruntu, lecz po zakończeniu procesu konsolidacji anizotropowej typu Ko. Wgłębne próbne obciążenia prowadzono w warunkach podobnych do warunków próbnych obciążeń pala. Parametry szacowano na podstawie analizy wstecznych zagadnień symulujących badanie. Ze względu na podobieństwo jako reprezentatywne określono parametry uzyskane drugim sposobem. Estymacja parametrów warstwy kontaktowej była oparta na założeniu, że są one zredukowanymi (o 33%) parametrami masywu gruntowego.

6

Podstawy wymiarowania poduszek wzmacniającyh

Sękowski J.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 94

1-151

PL

Autor podjął w pracy próbę zbudowania racjonalnego i uzasadnionego względami praktycznymi modelu obliczeniowego układu: słabe podłoże-poduszka wzmacniająca. Podstawą wyboru były: wstępna selekcja zbioru badanych modeli, studia parametryczne MES wybranej charakterystyki (była nią zależność "obciążenie-osiadanie") oraz przesłanki natury praktycznej. Tłem dla analiz numerycznych była wspomniana zależność dla modelu bazowego (CM/MCC), uznanego za dostatecznie adekwatny do pełnienia tej roli. Zaproponowano ostatecznie, by do opisu obydwu materiałów wykorzystać model sprężysto idealnie plastyczny z powierzchnią plastyczności Coulomba-Mohra (CM/CM). Koncepcję tę z dobrym skutkiem zweryfikowano na kilku przykładach doświadczalnych, wykonanych przez autora w różnej skali i dla różnych warunków pracy układu. Istotną część pracy stanowią nomogramy, umożliwiające dobór wymiarów poduszek wzmacniających (Hp, Bp) dla ław fundamentowych o różnej szerokości B i głębokości posadowienia D, obciążonych naciskiem jednostkowym q na dowolnej szerokości, wykonanych z materiału ziarnistego w postaci piasku i żwiru o szerokim zakresie zagęszczenia w słabym podłożu gruntowym. To ostanie charakteryzowało się również znacznym zakresem zmienności cechujących je parametrów geotechnicznych ( Es, Phi s, cs). Jako kryterium doboru wymiarów poduszek wzmacniających przyjęte zostało dopuszczalne osiadanie podłoża.

EN

The author made an effort to build rational and computational model for "weak subsoil-strengthening cushion" system, justified in practical respects. The bases of model's choice were: preliminary selection of set of tested models, parametric MES study for selected characteristic ("loading - settlement" relation) and practical premises. For numerical analyses the author supports on basic model (CM/MCC), recognized as sufficient by adequate to fulfilling this role. Finally, for both describing materials elastic-perfectly plastic model with Coulomb-Mohr yield surface (CM/CM) is proposed. This conception was verified successfully for some experimental examples which were made by the author in various scales and for various work's conditions of the system. Nomograms are the significant part of the dissertation. They allow to select dimensions of strengthening cushions (Hp, Bp) for continuous footing of various with B and depth of foundation D, which are loaded with unit pressure q acting on any width and which are made of granular material as sand gravel within wide range of density in weak subsoil. The last one is characterized with significant range of changeability of geotechnical parameters (Es, Phi s, cs). As a criterion for selection of dimensions of strengthening cushions acceptable of subsoil is assumed.

7

Ustalanie parametrów wybranych modeli gruntu na podstawie próbnych obciążeń

Pieczyrak J.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 91

1-117

PL

Wykorzystując wyniki próbnych obciążeń (własnych i z literatury) autor podjął próbę wyznaczenia wartości parametrów modeli gruntu poprzez rozwiązanie zadania odwrotnego. Sposób postępowania zilustrowano przykładami. Przykłady dotyczyły badań w skali laboratoryjnej i badań in situ oraz modeli Coulomba-Mohra, Druckera-Pragera i MCC (Modified Cam-clay). Z uwagi na mała liczbę parametrów analizowanych modeli gruntu i krótki czas obliczeń stosowano heurystyczną metodę badań. Jako funkcję celu dla numerycznych poszukiwań optymalnego wektora parametrów modelu gruntu stosowano minimum sumy kwadratów odchyleń zbioru dyskretnych wartości (punktów) zależności eksperymentalnej od rozwiązującej zadanie zależności teoretycznej. Stwierdzono, że identyfikacja parametryczna modeli gruntu na podstawie próbnych obciążeń jest łatwa i skuteczna.

EN

Using the results of trial loading test (one's own and from the literature), the author made an effort to estimate the values of soil model parameters on the basis of the reverse task. The method of task solving has been examplified by some examples. The examples refer to either laboratory experiments or testing in situ. Coulomb-Mohr, Drucker-Prager and MCC model (Modified Cam-clay) have been considered. Owing to a small number of parameters of analysed soil models and short time of computations, the heurestic method was used. As an objective function for numerical searching of optimum vector of soil model parameters, the least square of discrete set values (points) deviations for experimental and theoretical relationship were applied. It was stated that parametric identification of soil models on the basis of trial loads is simple and effective.