Построение сетки

Для построения сетки желательно установить параметр Global coarseness (глобальный параметр крупности) на Medium (средняя крупность). Кроме того ожидается, что напряжения будут концентрироваться вокруг двух слоев цементного раствора и в нижней части стенки, так что в этих местах предлагается локально измельчить сетку. Одновременно выделить оба геотекстиля и нижнюю часть балки (с помощью клавиши <Shift>) и выбрать Select line (выбрать линию) в меню Mesh (сетка). Этот процесс позволит вам создать сетку примерно из 260 элементов.

Начальные условия

В качестве начальных условий вводится удельный вес воды 10 кН/м³. Начальные давления воды генерируются на основе общего горизонтального уровня подземных вод на отметке y = 17 м (через точки (0; 17.0) и (32.0; 17.0).

Первоначально все структурные компоненты являются деактивированными. Следовательно, вам надо снять выделение с балки, двух анкеров и двух геотекстилей. Начальное поле напряжений генерируется с помощью процедуры K₀-procedure с использованием во всех кластерах стандартных значений K₀.

6.2 Расчеты

Расчет производится в пять этапов. На первом строится стенка и делаются первые 3 метра выемки без подсоединения анкеров к стенке. На этой глубине котлован остается сухим. На втором этапе производится установка и предварительное напряжение первого анкера. Третья фаза состоит из дальнейшей выемки грунта на глубину 7 м и осушки котлована. Этот процесс включает в себя анализ потока грунтовых вод для расчета нового распределения порового давления, что также является частью третьего этапа расчета. На четвертом этапе устанавливается и предварительно напрягается второй анкер, а на пятом производится дальнейшая выемка грунта (с осушкой котлована) до достижения окончательной глубины 10 м.

Все этапы расчета определяются как Plastic (расчеты для пластического состояния) в режиме Load advancement ultimate level (предельный уровень распространения нагрузки), с использованием Staged construction для Loading input (входная нагрузка) и стандартных установок – для всех остальных параметров. Приведенные ниже указания сводятся к описанию того, как определяются отдельные этапы внутри режима Staged construction.

Этап 1:

• Активировать стенку

• Деактивировать верхний кластер выемки

Рис. 6.3а. Этап 1

Этап 2:

• Активировать верхний геотекстиль

• Два раза щелкнуть по верхнему анкеру. Появится окно свойств анкера с опциями предварительно напряженного состояния. Выбрать поле Adjust pre-stress force (откорректировать силу предварительного напряжения) и ввести значение силы 120 кН/м. Нажать <OK> для закрытия окна.

Рис. 6.3b. Этап 2

Совет:

Анкерное усилие, полученное в конце расчета, должно точно соответствовать силе предварительного напряжения. При последовательном поэтапном расчете сила предварительного напряжения сразу же рассматривается как анкерное усилие, и поэтому ее можно увеличивать или уменьшать в зависимости от характера изменения окружающих напряжений и сил.

Этап 3:

• Деактивировать второй кластер выемки.

Теперь необходимо ввести граничные условия для расчета потока грунтовых вод. По левой границе напор грунтовых вод остается на уровне 17,0 м. Нижняя граница должна быть закрытой. Правая граница является осью симметрии, так что поток через нее проходить не может, и поэтому эта граница тоже является закрытой. Верхняя граница также закрыта, т.к. перелива не ожидается. Поток грунтовых вод обусловлен тем, что вода из котлована откачивается. На дне котлована давление воды равно нулю, что означает, что напор грунтовых вод равен вертикальному уровню (напор = 13,0 м). Это условие автоматически выполняется, если при расчете потока грунтовых вод кластеры котлована будут неактивными. Потока через стенку нет, т.к. параметр, определяющий проницаемость интерфейсов, был установлен на Impermeable (непроницаемый) ( см. Material properties /Свойства материалов).

Рис. 6.3с. Этап 3

1 – закрытая граница; 2 – напор = 17,0 м; 3 - напор = 13 м

Для правильного задания этих граничных условий выполнить следующее:

	Щелкнуть по “переключателю” для перехода в режим моделирования давления воды.
	Щелкнуть по кнопке Selection (выбор)
	Дважды щелкнуть по одной из трех геометрических линий левой границы. Появится окно, показывающее напор грунтовых вод в граничных точках. Ввести величину 17,0 для обеих точек и нажать <OK>.
	Выполнить то же самое для двух оставшихся геометрических линий левой границы.
	Выбрать кнопку Closed flow boundary (закрытая для потока граница) (черная линия) на панели инструментов. Щелкнуть по нижней левой точке геометрической модели, затем по нижней правой, верхней правой и верхней левой.
	Щелкнуть по кнопке Generate water pressures (генерировать давление воды). Выбрать в поле Generate by (генерировать с помощью...) опцию Groundwater flow (поток грунтовых вод) и нажать <OK> для начала расчета потока грунтовых вод (опция Iterative procedure (итерационная процедура) может оставаться на Standard setting (стандартная установка)).
	По окончанию расчета потока грунтовых вод нажать на кнопку <OK> в окне расчетов. Окно закроется и поле потока будет представлено в выходном окне (Output)

Совет:

Результаты расчета потока грунтовых вод можно посмотреть в форме Pore pressures (поровое давление), Flow field (поле потока) и Groundwater head (напор грунтовых вод). Эти опции доступны из меню Stress (напряжения).

Рис. 6.4. Изолинии напора грунтовых вод полученные из расчета потока грунтовых вод.

	Щелкнуть по кнопке <Update> для возвращения в режим поэтапного строительства
	В режиме поэтапного строительства щелкнуть по кнопке <Update> для возвращения в программу расчета.

Этап 4:

• Активировать нижний геотекстиль.

• Д ва раза щелкнуть по нижнему анкеру. В окне Anchor (анкер) выбрать поле Adjust prestress force (откорректировать силу предварительного напряжения) и ввести значение силы 200 кН/м. Нажать кнопку <OK> для закрытия окна.

Рис. 6.3d. Этап 4

Этап 5:

• Деактивировать третий кластер выемки.

• Щелкнуть по “переключателю” для перехода в режим генерирования давления воды

• Граничные условия уже были определены на этапе 3, и они не теряют силы на текущем этапе. Однако теперь необходимо понизить уровень воды внутри котлована до достигнутой новой глубины выемки. Для этого вам надо щелкнуть по кнопке Generate water pressures (генерировать давление воды), выбрать в поле Generate by (генерировать с помощью...) опцию Groundwater flow (поток грунтовых вод) и нажать кнопку <OK> для начала расчета потока грунтовых вод.

• П о окончанию расчета потока грунтовых вод нажать на кнопку <OK> в окне расчетов и просмотреть полученные результаты в выходном окне. Щелкнуть по кнопке <Update> для возвращения в режим поэтапного строительства

Рис. 6.3е. Этап 5

После того, как будут определены все этапы расчета, необходимо выбрать несколько точек для построения кривых зависимости смещения от нагрузки (например, точки подсоединения грунтовых анкеров к стенке в грунте). Для начала расчета щелкнуть по кнопке <Calculate>.