A new approach for stochastic upper bound kinematical analyses is described. The study proposes an iterative algorithm that uses the Vanmarcke spatial averaging and kinematical failure mechanisms. The iterative procedure ensures the consistency between failure geometry and covariance matrix, which influences the quality of the results. The proposed algorithm can be applied to bearing capacity evaluation or slope stability problems. The iterative algorithm is used in the study to analyse the three-dimensional undrained bearing capacity of shallow foundations and the bearing capacity of the foundation for two-layered soil, in both cases, the soil strength spatial variability is included. Moreover, the obtained results are compared with those provided by the algorithm, based on the constant covariance matrix. The study shows that both approaches provide similar results for a variety of foundation shapes and scale of fluctuation values. Therefore, the simplified algorithm can be used for purposes that require high computational efficiency and for practical applications. The achieved efficiency using a constant covariance matrix for one realisation of a three-dimensional bearing capacity problem that includes the soil strength spatial variability results in about 0.5 seconds for a standard notebook. The numerical example presented in the study indicates the importance of the iterative algorithm for further development of the failure mechanism application in probabilistic analyses. Moreover, because the iterative algorithm is based on the upper bound theorem, it could be utilised as a reference for other methods for spatially variable soil.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem analiz było opracowanie optymalnej izolacji termicznej fundamentów pozwalającej na zmniejszenie normowej głębokości posadowienia nawet do 0,5 m, jeżeli głębokość ta jest podyktowana tylko ochroną fundamentów przed zniszczeniem spowodowanym przemarzaniem gruntu. Odpowiednio ocieplone fundamenty, poza poprawą bilansu cieplnego budynku, mogą być posadowione na mniejszej głębokości niż wymagania normowe. Analizę wpływu izolacji cieplnej na rozkład temperatury w otoczeniu ławy fundamentowej wykonano za pomocą obliczeń symulacyjnych (korzystając z programu numerycznego HEAT2). Na podstawie analizy wyników opracowano wzory obliczeniowe wartości temperatury w punkcie najbardziej narażonym na przemarzanie. Otrzymane wartości obliczeniowe temperatury w punktach pomiarowych uzależnione są od wskaźnika stopniodni temperatury ujemnej Fd, współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m⋅K)] gruntu oraz eksploatacji budynku.
EN
The aim of the analyzes was to develop optimal thermal insulation of foundations that would allow to reduce the standard foundation depth even to 0.5 m, if this depth is dictated only by the protection of the foundations against damage caused by freezing ground. Properly insulated foundations improve the thermal balance of the building. They can be located at a shallower depth than that imposed by the standard requirements. The influence of the thermal insulation on the temperature distribution in the vicinity of the continuous footing was analyzed by means of simulation calculations (using the HEAT2 numerical program). Based on the analysis of the results, the formulas for calculating temperature values at the point most exposed to freezing were developed. The obtained calculation values of temperature at measurement points depend on the degree-days factor of sub-zero temperature Fd, the thermal conductivity coefficient λ [W/(m⋅K)] of the soil and the type of building operation.
The objective of this paper is to describe the effect of cavities on the bearing capacity of two interfering footings based on granular soil using an exclusively experimental approach with a test model designed in the laboratory. The experimental protocol was carried out based on the variation of several parameters such as the spacing (x) (axis to axis) between the footings, and the distance (H) between the footings and cavities and between the cavities axes (L). The results highlight the effect of cavities and the interference of two strip footings on the bearing capacity factor (q) and efficiency factor (EF). Moreover, the results revealed that, in the case wherein the distance between the footings and the cavity is greater than 3, the cavity impact is eliminated.
Study of displacements of a bridge abutment using FEMpotential to increase foundation bearing capacity and reduce displacements; but their presence is not usually taken into account in foundation design. In this article, the results of finite element analysis of a typical abutment foundation, with and without cover of sheet piles, are presented to demonstrate these effects. The structure described is located over the Więceminka river in the town of Kołobrzeg, Poland. It is a single-span road bridge with reinforced concrete slab.
Przeanalizowano zjawisko zmiany warunków pracy podłoża z wykorzystaniem teorii konsolidacji. Zwiększenie wytrzymałości gruntu wskutek tego procesu zależy od obecnego i projektowanego stanu naprężenia w ośrodku gruntowym.
EN
The paper presents an analysis of the phenomenon of changing the substrate working conditions using the theory of consolidation. The increase of the soil strength parameters as a result of this process is dependent on the current and designed state of stress in the soil.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Standard PN-EN-1997-1 (Eurocode 7 - introduced in 2010) requires the determination of bearing capacity of the subsoil on the basis of the effective values of geotechnical parameters. The total soil parameters can be used only to determine the bearing capacity in the so called "undrained conditions", in transitional situation (with a fast the increase of load and slow the outflow of water). The problem with correct qualification of effective parameter values is the obstacle to the widespread use of the new code. This especially concern a smaller structures, for which advanced researches of substrate is uneconomical. The paper presents the change in the approach to the design of shallow foundations and application for that purpose an effective values of the parameters in the Polish codes over time.
PL
Norma PN-EN-1997-1 (Eurocode 7 - wydana w 2010r) wymaga określenia nośności gruntu na podstawie efektywnych wartości parametrów geotechnicznych. Całkowite parametry gruntu mogą być używane tylko po to aby określać nośność gruntu z tak zwanych "warunków nieosuszonych”, w sytuacji przejściowej (z szybkim przyrostem obciążenia i wolnym wypływem wody). Problem z odpowiednimi określeniem realnych wartości parametrów gruntu jest przeszkodą w szerszym użyciu nowych norm. Niepokój budzą zwłaszcza niewielkie obiekty, dla który zaawansowane badania podłoża gruntowego nie są ekonomiczne. Artykuł przedstawia zmianę podejścia do projektowania płytkich fundamentów i określania w tym celu realnych wartości parametrów gruntowych w polskich normach na przestrzeni lat.
W artykule podkreślono wybrane aspekty dotyczące posadowienia budynków na przykładzie współcześnie realizowanych domów jednorodzinnych. Omówiono podstawowe typy fundamentów bezpośrednich i wskazano na dobór rozwiązań uzależnionych nie tylko od parametrów gruntu, ale również od rodzaju technologii budowy domu jednorodzinnego.
EN
This paper presents selected aspects of buildings foundations on the example of contemporary implemented houses. There were discussed the main types of direct foundations and it was pointed to the selection of solutions which depend not only on soil parameters but also on the type of technology used to build a detached house.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań sztywności podłoża skalnego pod przebudowywanymi silosami na cement. Wspomniana przebudowa polegała na wymianie płaszczy silosów przy pozostawieniu istniejących fundamentów żelbetowych.
EN
The paper presents results of in situ tests of bedrock stiffness determination under rebuilded cement silos. That reconstruction included the concrete housing replacement on the existing foundations.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy analizowano zagadnienie osiadań natychmiastowych fundamentów bezpośrednich. W stosowanej powszechnie metodzie według PN-81/B-03020 fundament traktuje się jako idealnie wiotki, a rozkład naprężeń w podłożu nie zależy od modułu odkształcenia E i współczynnika Poissona v . Taką procedurę obliczania osiadań dopuszcza również Eurokod 7. W pracy pokazano, że aktywna strefa podłoża ma miąższość 5.10B zależnie od kształtu fundamentu (L/B). Zgodnie z praktyką przyjętą w wielu krajach, szacowanie osiadań fundamentu na niejednorodnym podłożu można wyznaczyć uśredniając moduł odkształcenia E w strefie aktywnej podłoża. Pomijanie w obliczeniach sztywności fundamentu prowadzi do znacznych błędów osiadań w punktach położonych blisko krawędzi i naroża fundamentu. Według Eurokodu 7 osiadania obliczone tradycyjnie mogą być traktowane jedynie jako pewne, górne oszacowanie.
EN
The present paper discusses an analysis of shallow foundations settlements. The settlement calculation procedure prescribed by the Polish standard PN-81/B03020 has been widely used by engineers for 30 years. According to the procedure in question, the stress in subsoil is calculated by the corner points method. Here, the settlement of foundation is a sum of settlements of each layer in the active zone. The above procedure is acceptable by Eurocode 7. The traditional procedure produces too low values of settlement of the edge and corner points. It is further shown in the paper that the active zone of subsoil measures 5 to 10 B depending on the foundation shape (L/B). The paper also presents a homogenization procedure (i.e. calculation of weighted mean value of E) applicable to layered subsoil that is widely used abroad. It has been observed that the use of a simple calculation procedure can produce only estimated values of settlements; engineering practice, however, proves that the estimated values are most often higher than the actual ones.
W artykule została przedstawiona metoda obliczeń nośności podłoża gruntowego według normy Eurokod 7. Omawiając typy stanów granicznych nośności ULS opisano wymagania stawiane projektantowi podczas projektowania fundamentów bezpośrednich. W ramach analizy porównawczej z Polską Normą przeprowadzono obliczenia nośności przykładowych gruntów pod stopą i ławą fundamentową. Wyniki zostały zestawione w tabelach i na wykresach.
EN
This article presents a method for calculating the load-bearing capacity of a soil base according to the Eurocode 7 standard. In discussing types of ultimate limit states, a description is given of the requirements concerning the design of shallow foundations. A comparative analysis with the Polish PN standard is made, with calculations of the bearing capacity of example soils beneath foundations consisting of spot and continuous footing. The results are presented in the form of tables and graphs.
Autor przedstawia metodę prekonsolidacji podłoża płytkich fundamentów kotwami gruntowymi. Proponuje stosowanie sprężyn do eliminacji strat napięcia kotew. Stwierdza, że ta metoda stanowi praktyczną opcję projektowania fundamentów wiaduktów (i innych konstrukcji), gdy w podłożu występują słabe przewarstwienia.
EN
The author presents method of preconsolidation of subsoil shallow foundations by ground anchors. He suggests the use of springs to eliminate anchors' tension loss. The presented method may form practical option for design of overpass pier foundations (and other structures) if weak interbedding occurs in the ground.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono obliczenia stanu granicznego nośności oraz użytkowalności stopy fundamentowej posadowionej na podłożu niespoistym. Niniejszy przykład dostarczony został przez Europejski Komitet Techniczny 10 (ETC 10) ustanowiony przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej. Inżynierowie oraz pracownicy instytucji naukowo-badawczych poproszeni zostali o przedstawienie własnych propozycji rozwiązania zadań wg zasad Eurokodu 7. W artykule przedstawiono propozycję rozwiązania pierwszego z sześciu zadań: stopa fundamentowa posadowiona na zagęszczonym piasku, poddana osiowemu obciążeniu pionowemu.
EN
The paper presents calculations of ultimate limit states and serviceability limit states of shallow foundation based on dense sand. It refers to the set of 6 design examples provided by European Technical Committee (ETC10), which was established by the International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Engineers and scientists were asked to supply their own solutions of the examples according to the rules of Eurocode 7. The paper presents the methodology and results of the fi rst design example 2.1 ,”Pad foundation with central load on dense sand”.
Hipoteza Meyerhofa dotyczy nośności mimośrodowo obciążonych fundamentów bezpośrednich. Stosując tzw. efektywną szerokość fundamentu, sprowadza się obliczenia nośności ław fundamentowych do przypadku obciążenia centralnego, bez mimośrodu. Kontrolne obliczenia sprężysto-plastyczne z wykorzystaniem programu PLAXIS(R) potwierdzają dopuszczalność i dobrą jakość tego uproszczenia. W drugiej części pracy poddano weryfikacji tzw. cząstkowe współczynniki bezpieczeństwa wprowadzane przez Eurokod EC7 oraz współczynniki generowane przez losowy mimośród obciążenia. Kalibracji dokonano za pomocą metody Hasofera-Linda, stwierdzając, że generalnie wartości współczynników w Eurokodzie EC7 są właściwie dobrane.
EN
The Meyerhof hypothesis deals with the bearing capacity of eccentrically loaded shallow foundations. It uses an effective foundation width thus addresses the bearing capacity calculation to the one for centrally loaded strip foundations of the reduced width. Testing elasto-plastic analyses based on the PLAXIS(R) code confirm good accuracy of such a simplification. In the second part, the paper focuses on partial safety factors proposed by the Eurocode EC7. A special attention is also paid to the role of random eccentricity. Making use of the Hasofer-Lind calibration, it is found that the values of partial safety factors proposed by EC7 are reasonable.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.