[Blanc]

Мне нужно расчитать, для начала хоть усилия внутренние найти, обделку подземного тоннеля, картинку прилагаю. Нагрузки все посчитаны, их задать не проблема! но ведь должны существовать какие-то особенности расчета подземных сооружений! и подскажите как в ЛИРе задать криволинейный стержень (свод)? Заранее благодарен!
[ATTACH]1148307797.jpg[/ATTACH]

[Серёга - Bilder]

Вы случаем не с ф-та ГСС из МГСУ?
Я просто подозреваю кто Вас заставил это в Лире считать (если Вы оттуда :wink: ).

В лире Вы посчитать конечно можете... Но результат Вас (и того кто Вас отправил это считать) сильно расстроит...
Для начала вопросов пара:
1.глубина заложения тоннеля
2.назначение
3.технология возведения/проходки

Ответьте на эти вопросы (по сути - это требуемые исходные данные чтобы вести дальнейший разговор) - тогда я Вам могурассказать что к чему, и как делается.

[Profan]

Для Blanc.
Если тоннель длинный , то можно посчитать плоскую раму с шириной сечения 1 м. Свод можно аппроксимировать несколькими КЭ 10. Нижний стержень надо задать на упругом основании. Можно нижние узлы закрепить от смещения по оси X. Это прикидочный расчет, получим арматуру вдоль оси X1. Относительно короткий тоннель можно смоделировать оболочечными элементами. Возможно, вы и сами все это знаете. А написал я это потому, что Серёга - Bilder что-то уж сильно наводит тень на плетень, IMHO. Хотя он, видимо, спец.

[Серёга - Bilder]

Чтоб разогнать непонятки - попробую объяснить.
1. Длина тоннеля не принципиальна.
2. Значение имеет глубина заложения, грунты, способ проходки, назначение.
Если возводится открытым способом, а потом засыпается - можно Лирой считать, потеряете не очень много.
Если проходка закрытым способом в относительно устойчивых грунтах (супеси, суглинки, глины, скала) - то расчёт в Лире можно повесить вместо бымажки в туалете... Проверено: расчёт программами не учитывающими реальную работу грунта (Хотябы Кулон-Мор или Друкер-Прагер) - усилия в конструкции получаются в 2-3 а то и в 5 раз больше чем реальные.
Если проходка на значительной глубине - а Вы нагрузку посчитали по справочнику - опять-таки то что Вы посчитали - упражнения в арифметике. Эти формулы использовались 40 лет назад, сейчас при нынешнем уровне развития МКЭ и ПК - расчёт на компе намного эффективнее и точнее.
Пример:
Посчитанная по книжке обделка Лефортовского тоннеля (по разным справочникам) получилась от 1.2м до 2.1м. Расчёт в Plaxis - в результате требуемая толщина обделки получилась 0.58м (по техннологическим издержкам - применили обделку 0.65м). Всё ещё сомневаетесь?
Еще пример:
Расчёт по справочникам подземного дюкера диаметром около 6м - получилась обделка толщиной около 0.9м. При расчёте в "правильной программе" - получили 0.22м. Применили 0.25м.

Лира очень не дружит с нелинейными свойствами грунтов. Поэтому лучше используйте ориентированные на это программы: Plaxis видел на лотках на Горбухе, меня больше радует Z-Soil (хотя суть одна и таже).

Почему имеет значение назначение тоннеля - если Ваш тоннель гидротехнический - там совсем другие идеи. И их в Лире отразить ещё сложнее. А вот Z-Soil и Plaxis очень хорошо по ним работает и результат шикарный (во всех смыслах слова).

[Profan]

Для Серёга - Bilder.
А мне вот что интересно. Допустим, нет ничего, кроме Лиры. Можно ли, все-таки, описанные вами особенности учесть при расчете по Лире? Скажем, откорректировав нагрузки и (или) граничные условия, еще что-то?

[Серёга - Bilder]

Возможно наверно создать что-то похожее при маленькой глубине заложения. Т.к. при расчёте подземных сооружений бывает 2 случая:

1. образование свода обрушения в выработке (обваливается свод, принимает форму элипса обычно, иникогда не выходит на поверхность) - это случай когда глубина заложения больше чем пролёт выработки (примерно - т.к. от грунтов зависит). В этом случае нагрузка на обделку тоннеля довольно небольшая.
2. образуется масштабный вывал грынта в забой, с оседанием дневной поверхности. Такое наиболее часто встречается при малой глубине заложения сооружения, при насыпных грунтах или грунтах нарушенной структуры. В этом случае нагрузка на обделку сооружения очень большая - поэтому от такого расчётного случая уходят всеми возможными способами: заглубляются побольше, грунты закрепляют.

Лирой более-менее (хотя всё-равно плохо) можно отразить случай с малой глубиной заложения. Реально посчитать сооружение заглублённое - ИМХО низя. Здесь в основном проблема даже не в расчёте, а в задании нагрузки.

Представьте себе северную часть Индии - Гималаи. Горы высотой до 5км. В этих горах уже сколько-то лет строят огромную ГЭС Терри (там поучавствовал почти весь мир и Россия тоже). Так вот, основные подающие и отсасывающие тоннели ГЭС проходят в скале на глубине до нескольких сот метров. Угадайте какая там обделка? Да практически никакой. - набрызгбетон 5-10см штоб на голову не сыпалось шелухи сякой. А если Вы посчитаете по СНиПу или справочнику горное давление - то получится что там не ж/б обделку - а титановую ставить надо, толщиной метра 2... (я конечно утрирую - но всё именно так).

Вобщем, без хорошей программы просчитывающей гео-технику - грамотно нагрузку прикинуть сможет только наверно специалист проработавший в этой области не один десяток лет.

Может я отстал от жизни и Лира сейчас считает нелинейные грунты? Хотя всё-равно не очень понимаю как это увязать с подземным сооружением...

[Blanc]

Нет, я не из МГСУ, из РУДН я)) тоннель возводится открытым способом, глубина заложения 2 м над замком свода, грунт суглинок, ради простоты беру только один грунт (для диплома расчет). Тоннель автомобильный, длина тоннеля небольшая около сорока метров, окончательная длина еще уточняется (пересекаю дороги в разных уровнях). Обделка - сплошной монолит. Спасибо, что откликнулись.

[Серёга - Bilder]

Ооооо, ну раз так - то всё совсем просто! И Лирой можно довольно нармально посчитать. Нагрузку на перекрытие берёте просто "гамма*аш" на коэф-нт надёжности. Особых премудростей нету. Только не забудьте на боковые стенки давление грунта приложить. А в общем расчётная схема можно сказать как у обычной рамы... - ничео сложного....

С самого начала надо полные исходные данные предоставлять... А то мы тут уже в высокии матрии зарываться стали...... :wink:

Удачи"!

[Blanc]

Вы мне подскажите, я просто задаю свою расчетную схему(замкнутая рама), задаю нагрузки и все? так в чем особенность-то расчета подземного сооружения? коэффициент постели нужно задавать?

[Серёга - Bilder]

Ну вобщем само-собой нужно... Особенностей расчёта конкретно подземного сооружения - много. Но Ваше сооружение назвать подземным в полном смысле слова нельзя, т.к. глубина маленька, и возводится открытым способом.

Какие особенности расчёта подвалов зданий? Да вобщемто никаких... Хотя они такие же "подземные" как и Ваш тоннель. Вам сильно повезло - у Вас всё просто и легко:
построили расчётную схему
прицепили нагрузки какие есть
посчитали усилия
заармировали
ВСЁ!

[Blanc]

Спасибо! будем пробовать! только вот свод свой я не могу задать в лире... Profan писал, что апроксимировать 10-ю конечными элементами... т.е. он у меня будет состоять из отдельных прямолинейных стержней? у меня свод кругового очертания, разве нельзя прямо цельный стержень такой в схему приладить?

[d27z8]

Серёга - Bilder
Я не совсем по теме, но интересуют некоторые моменты.
Вы рассматриваете не скальные грунты, где в основном гамма*H где Plaxis может позволить получить меньшие внутренние усилия.
В полускальных и скальных грунтах с f0>4 средне- и слабо трещиноватых, нагрузка посчитанная по СНиП даже при очень больших пролётах будет не значительна и у вас может пройти даже бетон.
Имеет ли смыс так уж уповать на моделирование грунтов, когда можно посчитать стержневые системы в упругой среде.
Поясните по поводу ГЭС Терри .
И сам вопрос у вас есть конкретные примеры использования Plaxis для расчета в скалных грунтах туннелей или тоннелей с учетом трещиноватости и наплостования. Z-soil насколько мне известно более подходящая программа по упомянутой мною задачи, но насколько трудоёмок расчет туннеля или тоннеля в нём? (не камер)

[d27z8]

Blanc
Я может не совсем понял то, что вы написали, но МКЭ именно апроксимирует геометрию конструкции, поэтому если Лира не может автоматически разбить криволинейный стержень на конечные элементы, то сделайте это вручную. Количество элементов влияет на точность.
А вообще если считать на активные нагрузки с учетом коэффициента отпора, то расчёт должен быть не линейный, т. к. в процессе расчета определяется зона "отлипания" конструкции от породы.

[Серёга - Bilder]

Серёга - Bilder Я не совсем по теме, но интересуют некоторые моменты. Вы рассматриваете не скальные грунты, где в основном гамма*H где Plaxis может позволить получить меньшие внутренние усилия. В полускальных и скальных грунтах с f0>4 средне- и слабо трещиноватых, нагрузка посчитанная по СНиП даже при очень больших пролётах будет не значительна и у вас может пройти даже бетон. Имеет ли смыс так уж уповать на моделирование грунтов, когда можно посчитать стержневые системы в упругой среде. Поясните по поводу ГЭС Терри . И сам вопрос у вас есть конкретные примеры использования Plaxis для расчета в скалных грунтах туннелей или тоннелей с учетом трещиноватости и наплостования. Z-soil насколько мне известно более подходящая программа по упомянутой мною задачи, но насколько трудоёмок расчет туннеля или тоннеля в нём? (не камер)

Даже в нескальных грунтах на значительной глубине (> 1...2 пролётов выработки) вертикальная нагрузка будет НЕ "гамма*аш). Может для Вас это не очевидно, но оно именно так. При значительной глубине на обделку тоннеля (или чего угодно) давит не вся толща грунта или скалы находящаяся выше, а только свод обрушения. Так вот чтобы определить нагрузку в этом случае - нужно какраз рассчитать величину этого свода обрушения. А это очень не просто (хотя кажется....).

В грунтах с fкр>4 полускальных и скальных, трещиноватых и сильнотрещиноватых - очень многое зависит от ньюансов. Есть граниты слаботрещиноватые в которых ничего путного нельзя будет построить т.к. направление трещин самое неприятное из возможных. А есть глины полу-твёрдые (fкр=2 - примерно) в которых проходку ведут с отбойным молотком и не крепят ничем ни свод ни стены, и только потом возводят обделку из набрызга, монолита или ещё чего. По СНиПу считать такие нагрузки - себе дороже. Сегодня листал толмут - выдержки с коныеренции тоннельщиков. Там каждый расчёт основывается на компьютерном моделировании НДС (напряжённо-деформированного состояния) массива породы и конструкции. Считать по СНиПу формулы в котором не менялись со времён Сталина - это всёравно что считать интегральные уравнения на счётах.

Упругая среда - вещь относительная. Надо очень хорошо понимать механику грунтов и представлять как работает данный грунт в данных условиях. Например упруго работает не трещиноватая или слаботрещиноватая скальная порода. Не скальные грунты в принципе тоже работают упруго при малых деформациях. Но где поймать эту грань между малыми и большими деформациями?
Испытано на собственном опыте (вернее так обычно считаю в Z-Soil):
сначала создаётся схема со всеми нагрузками, очерёдностью возведения сооружения и прочим. При этом модели всех грунтов - упругие (но с нормальными их характеристиками гамма и Е). Считаем. Если всё посчиталось без косяков и очевидных переборов (типа деформации в метр) - значит схема рабочая, с нагрузками и прочим не напутал. Потом меняешь модели грунтов на Кулона-Мора, считаешь заново... Результат поражает... те откосы которые в упругой постановке сдвинулись на 2мм, в нелинейной - уползают на 20-30см. Тоже самое с деформациями обделки тоннелей и прочим...

Примеры расчёта в Plaxise есть только чужие (я с ним только в общих чертах знаком). В принципе Plaxis и Z-Soil очень похожи друг на друга и постоянно заимствуют идеи друг у друга. В чистой версии того и другого отразить напластования грунтов - плёвое дело. Отразить работу трещиноватого скального массива - значительно сложнее (в некоторых случаях вообще невозможно - напишу ниже почему). Трудоёмкость процесса расчёта:
2-х мерная задача (расчёт общего НДС, усилия и деформации в обделке, фильтрация) - у меня занимает 1 рабочий день. Если регулярно этим заниматься - можно за пол-дня.
3-х мерная задача (всё тоже самое только на участке тоннеля протяжённостью сколько хотите - обычно длина принимается 3-5 диаметров) - тоже не больше дня.
3-х мерная задача моделирования сложной конструкции с разнородными напластованиями грунтов - может занять и неделю и месяц....... Проект ГЭС Терри (машинный зал, трансформаторный зал, камеры затворов, подводящие и отсасывающие тоннели, сервисные и строительные штольни) строили в 3d (не знаю в Plaxise или Z-Soile) около полу-года.....

Почему некоторые задачи взаимодействия сооружения с трещиноватым массивом нельзя посчитать Z-Soil-ом или Plaxis-ом.
Нельзя, т.к. это другая модэль. Грунты которые можно представить в качестве сплошной среды (песок, глина, суглинок, супесь, не трещиноватая или слаботрещиноватая скала, скальная порода раздробленая до состояния однородной гравелистой массы) - всё это можно считать по МКЭ (метод конечных элементов) (Z-Soil Plaxis и прочее). А вот скальные массивы которые представляют собой дискретную среду - их нужно считать мо МДЭ (Метод Дискретных Элементов) - для этого есть очень толковые прораммы UDEC 3DEC и прочие из этой серии. Разработаны в НГИ (Норвежский Геотехнический Институт) а они знают толк в скальных массивах и их расчёте.
Кстати подземный стадион построенный в трещиноватой скале (там же в Норвегии в г. Гёовик) тоже был рассчитан UDEC, и результат расчётных и реальных осадок свода выработки оказался в пределах 2-5мм, при расчётной осадке 6см.

Про ГЭС Терри - что конкретно не понятно?
Если есть вопросы - пишите, отвечу завтра - щас работа есть срочная...

[Серёга - Bilder]

А вообще если считать на активные нагрузки с учетом коэффициента отпора, то расчёт должен быть не линейный, т. к. в процессе расчета определяется зона "отлипания" конструкции от породы.

Всё верно. Даже наверно вот так:
Нагрузки на возводимое сооружение возникают если при его возведении происходят подвижки грунтового массива. Новоавстрийский способ проходки заключается именно в том, чтобы не дать при разработке забоя сдвинуться всему массиву. Т.к. если это обеспечить - сам массив останется в природном устойчивом напряжённо-деформированном состоянии, и не создаст нагрузки на сооружение. Вы как-бы подменяете часть грунта на своё сооружение - в этом смысл. И вся система должна быть как единое целое. Как только равновесие нарушается - нарастающие деформации приводят к лавинообразному увеличению нагрузки - что ведёт к очень печальным последствиям. Всё это необходимо рассчитывать с учётом РЕАЛЬНЫХ свойств грунтов а не какой-то упругой модели...

[Blanc]

Спасибо огромное всем! теперь главное, чтоб руководитель одобрил мой выбор...

[Profan]

Для Blanc.
Я имел в виду не 10 стержней, заменяющих 1 криволинейный элемент, а тип конечного элемента 10 (стержень общего вида). А аппроксимировать свод можно и десятью подобными стержнями и двадцатью...

[Серёга - Bilder]

Profan:

Я имел в виду не 10 стержней, заменяющих 1 криволинейный элемент, а тип конечного элемента 10 (стержень общего вида). А аппроксимировать свод можно и десятью подобными стержнями и двадцатью...

А вот не скажите... 10 элементов - нармально, а вот 20 - можно поямать явление сингулярности и получить огромные усилия... Опыт работы с КЭ показывает что лучше принимать размеры КЭ в самой конструкции около 1м. Если конструкция массивная - то можно и 2-2.5м.

[Profan]

Ну, 20 стержней, может и много для данного случая, только не надо забывать, что это, все-таки, стержни и объект - рама, и вряд ли тут где-то возникнут сингулярные точки.

[Blanc]

а если я буду расчитывать не как плоскую раму, а задам схему из плит... будет ли это верно при моем расчете. я вот тут прикинул... посмотрите, только сильно не бейте. 3 вида загружения сделал (собств. вес, автомобильная нагрузка и от грунта...).
[ATTACH]1148419020.rar[/ATTACH]