[igdj]

Подскажите, пожалуйста, в какой программе лучше всего расчитать напряженно-деформированное состояние грунта под фундаментом?

[igr]

Спасибо за обещание помочь.Через некоторе время воспользуюсь предложением.Доказать ни чего не хочу я практик проектировщик.Ни разу не встречал нелинейные расчеты грунтов практике проектирования.Обычно перезакладываются в конструкции фундаментов, учитывая, что на строительстве работает, как сказал один инвестор - сброд.Про пластику под фундаментом и перераспределение по книгам знаю а в жизни не встречал, тк выплнить установку приборов и замеры дорого.Надеюсь на одном из следующих объектов это получится.И выполнить расчеты в тч в ANSYS

[СергейД]

я много видел нелинейных расчетов грунтов, обычно их заказывали или сами считали плаксисом.
недостаток в том, что при этом здание считали жесткосй плитой с кое-как распределенным давлением.
надо считать все в увязке.

[igr]

Я имел в виду официально сдаваемый проект в экспертизу.Ни один здравомыслящий руководитель на купит Plaxis за 30000 долл. чтобы учесть в расчетах нелинейность, про которую он не слышал.Для него это не интересно - не дает прибыли.А вот нанять гастарбайтеров и не платить им зарплату это да

[СергейД]

ну почему же. как раз с плаксис немало сдавали в экспертизу. да и НИИОСП на нем считает.
просто трехмерный за 30 тыс покупать не стоит.
двумерный- куда дешевле. просто к плаксису еще знания нужны (в нем столько нюансов и глюков...)

надо нелинейно считать и грунт и здание на нем, иначе
будет несерьезно. способов упрощенных много, но начинать нужно все же с нормального нелинейного расчета. Обязательно в КОНТАКТНОЙ постановке
и оценить значимость нелинейности.
вполне разумно определить коэффициенты постели для нескольких стадий нагружения.
и вариантно (основные расчеты) считать с ними (без грунта)

а насчет ансис... с осени курсы возобновим.

[ETCartman]

К слову, http://tochnog.sourceforge.net/ - это открытая версия коммерческой программы для геотехников http://www.feat.nl/
и там есть нелинейные модели грунтов и некоторые довольно полезные фичи, такие как автоматическое сгущение сетки в нужных местах.

[igr]

Кто бы возражал, что надо учитывать нелинейность.Я с удовольствием.Только у меня лицензионный ING и гараж на сваях.Можно посмотреть сколько даст нелинейность при расчете осадок.Рядом легкое метро и теплотрасса

[СергейД]

сваи в глине висят? геология не очень подробная?
вам бы не брать ответственность, а заказать Нииосп или Ю.К.Зарецкому расчет...

нет детальной геологии- нет смысла считать грунт нелином (разве что на будущее... и для обоснования заказа хороших испытаний)
я считал один подобный гараж. картина была непростая.
часть свай уходила в пластику (с линейным расчетом общего было очень мало). причем пластические зоны от соседних свай коегде пересекались.
если разговор всерьез- пишите в личку. через пару недель можно заняться.

[UnAtom]

нет детальной геологии- нет смысла считать грунт нелином (разве что на будущее... и для обоснования заказа хороших испытаний)

Перечитал ветку и выделил для себя одну замечательную фразу СергейД. Вот в этом то и загвоздка и торможение всех нелиненых расчётов в повседневной практике. Просто напросто нужно геологов изначально подготавливать к тому что грунт и здание будут расситываться нелинейно. А зачастую даже если их и подгтовить, то не факт, что ты в результате получишь все необходимые данные для "правильного" расчёта. Я думаю каждый проектировщик видел инженерно-геологический отчёт, видел как определяются характеристики грунтов, знает про усреднение результатов из нескольких выборок, знает об исключении из среднирования слишком маленьких или слишком больших показателей, знает о к-ах запаса и незнания, знает о том, что модули деформации определяются не по трёхосному сжатию и не учитыват увеличения по глубине (потому как усредняют) и т.д. и т.п. И самое главное актуально ли всё это для рядовых 5-16-ти этажек на более-менее стабильных грунтах? Я понимаю, что нелинейность присутствует в расчётах/работе и небоскрёба и лабораторной балочки, но всё же у нас до сих пор есть старая добрая традиция делать всё с запасом (она есть в нормах и в голове), как эти запасы дружат с нелинейностью?
Я ничего не отвергаю, я только ЗА, просто сомневаюсь, стоит ли овчинка выделки...повторю слова AMS-а:

Как говорил Михаил Иванович - задачи механики грунтов мы можем решать с большой точностью, но при этом весьма приближенно к истине....

[ETCartman]

Если провести аналогию к учету нелинейностей в стальных, допустим, конструкциях - можно проектировать без нелинейных расчетов, но невозможно адекватно моделировать поведение конструкции без них. Т.е. где не обойтись без нелиненостей - 1) в научных и исследовательских задачах 2) в задачах уточненной оценки технического состояния 3) при расчетах особо ответственных конструкций, там где расчет выходит за рамки рядовой инженерной задачи. Что касается геотехники - на практике, действительно всегда имеются приближения в исходных данных. Добро, если есть геология вообще.
Хотя сами по себе нелинейные расчеты должны быть интересны уважающему себя специалисту, который всегда что то исследует, в дополнение к обычной деятельности.

[igr]

Геология обычнаяНо трехосных нет.Просто подробно не смотрел, тк надземная конструкция не простая.Пандус идет по контуру (в плане длинная трапеция) гаража до верха и частично висит консольно.Нагрузки от 0,6 до 1,5 т.Рядом опоры метро.Какие они разрешат сваи не знаю.

[Tyhig]

Известный профессор Сахаров (СПбГАСУ) рассчитывает грунт только до упругого состояния и далее называет расчёты наукой, т.к. точно нелинейно рассчитать очень сложно/невозможно.
Я с ним солидарен в этом вопросе.
Считайте упругую модель и не допускайте снижения запаса прочности и достижения пластического состояния.

[СергейД]

моя задача была похожей...
но были графики, а не только сами модули.
за вечер подобрал сцепление, угол трения и дилатансию,
позволяющие примерно воспроизвести графики.

для начала считал типовую сваю отдельно.(точнее фрагмент с наложением условий симметрии) для нескольких вариантов грунта. оказалось нелин серьезный на грани критического для центральной зоны (если нагрузки примерно равномерно распределить)

далее решил весь гараж, подставив нелинейные пружинки вместо свай и коэфф постели примерный.
получилась интересная картинка.

повторю- нормальные испытнаия трехосные в Москве делают две организации.
помимо желания, нужно и оборудование.
(не хочу уточнять- возможно цифра 2 уже изменилась= в большую или меньшую сторону...)




далее вырезал типовое сечение гаража с грунтом шириной метра 4 кажется и решил нелинейно.
нагрузки на сваи были большими...

в любом случае, нужно учиться считать нелинейно.
кто лучше научится, того и тапки...
повторю- смотреть нужно на пять лет вперед, а не на 30 лет назад (конечно, если вам 30 лет, а не 80)

[AMS]

Безусловно, за нелинейными расчетами будущее, но пока (к сожалению) большей частью в теоретическом плане.
Можно предлагать любые модели грунта, реализовать их численными методами. Но одна из наиболее сложных проблем практической реализации задач механики грунтов - зависимость характеристик грунта от параметра Лоде, траектории нагружения и неоднозначность решения обратных задач. Проблема существенно возрастает при попытке реализации нелинейных моделей.

[СергейД]

2 ams.
некоторые успехи есть. и надо пробовать, а не сомневаться заранее.

нелинейные модели жизнеспособны только в рамках
наиболее мощных Программ, поскольку требуют и адекватных решателей, и качественных сеточных генераторов и документации и верификации.
и не могут быть реализованы одним человеком.
люди науки (увы) не хотят знать эти программы, замыкаясь в рамках собственных диссертаций. в итоге их моделями не может воспользоваться другой специалист. сколько дисс=столько моделей....
мне кажется, наиболее перспективен путь проф. Вольферсдорффа, который реализует свои модели в форме дополнения абакус. или путь MIDAS/GTS, привлекший к сотрудничеству целый ряд ученых.
да и в ansys что-то делается.
лишь plaxis застыл в развитии.

мое мнение - нужно акцентировать внимание на обратных задачах=
подбор итерационный параметров моделей (это полуавтоматизируется) до воспроизведения трехосных испытаний и-или натурных замеров.

[Constantin Shashkin]

Интересная тут у вас дискуссия.
Сложность нелинейных расчетов, прежде всего, заключается во многих неясностях самой механики грунтов. Существует много моделей работы грунта. Но почти нигде не обсуждается, что некоторые модели почти совсем не годятся для описания работы грунта. Отрицание в нашей науке не прижилось. А без него нет движения вперед. Все модели правильные, а считать реально нечем.

Модель Кулона-Мора вообще, по сути, годится только для расчета предельных состояний. При расчете деформаций она, в подаляющем большинстве случаев бесполезна и вырождается в линейную модель. Соответственно теми де свойствами обладают все вариации Друкера-Прагера, Мизеса-Шлейхера-Боткина и т.п.

Популярные модели с "шатром" работают еще хуже. На простых траекториях нагружения они "делают вид" что правильно работают (похоже на эксперимент). Это подкупает пользователей. Но на самом деле на сложных траекториях (с разгрузкой) они могут врать хуже Кулона-Мора, и, главное, опаснее, поскольку занижают деформации. Я у себя в лаборатории экспериментально доказал полную несостоятельность шатровых моделей (любых). Мы это опубликуем обязательно, хотя такие публикации скорее несут вред репутации (в мире много любителей шатровых моделей).

Более правильно работает модель с двойным упрочнением (Double Hardening). Самая распространенная ее реализация - Hardening Soil Model программ Plaxis и Z-Soil (в Midas ее, кажется, обозвали Модифицированной моделью Кулона-Мора). Надо сказать, что модель очень запутана. Определяющие уравнения этой модели описаны через внутренние параметры, порядок получения которых (внимание!) нигде не докукментирован. Наши специалисты полгода бились, чтобы разгадать начинку модели HSM (имея на руках диссертации авторов модели и ведя переписку с разработчиками). Такой подход, видимо, отчасти связан с "авторскими правами" на модель. Складывается впечатление, что определяющие уравнения специально запутаны, чтобы модель не скопировали. В результате подбор параметров для воспроизведения трехосных испытаний становится весьма непростым. Plaxis даже специально написали приложение для воспроизведения тестов. Но особенности модели приводят к тому, что не для всякого грунта можно подобрать параметры. Например, в Plaxis модель не дает назначить низкие модули деформации, вполне реальные для слабых грунтов.

Это, к сожалению, только часть проблем. Сложность еще заключается в том, что все деформации грунта происходят во времени. Во многих случаях понятие "конечной деформации" теряет смысл (например, при откопке котлована никто не будет ждать конечной деформации). В результате ключевым вопросом становится реология грунтов. Здесь ситуация еще хуже. Нормальных реологических моделей на рынке вообще практически нет. Soft Soil Creep Model по моему убеждению - вообще издевательство над физическим смыслом явления ползучести. Не буду углубляться в эту тему, но я глубоко уверен, что ез понимания реологии грунтов улучшение точности геотехнических расчетов невозможно.

Мы в своей программе сделали вариант Double Hardening, только более простой, без лишних усложений и совместили его с реологией (тоже достаточно простой). Эффект улучшения точности расчетов, вроде, прослеживается.

НО. Нужно помнить, что все модели в коммерческих программах реализуют так называемое изотропное упрочнение. Иными словами, они могут описать толдько 1/4 траектории при циклическом нагружении материала. Всю остальную часть цикла с нагружением в обратную сторону они изображают вообще неправильно (причем, с занижением деформации). Т.е. осадка здания после разгрузки котлована уже считается, по сути, не вполне корректно.

Наконец, серьезной проблемой является лаборатория. Даже имея собственную достаточно продвинутую лабораторию не так просто получить реальные параметры работы грунта. Дело в том, что из скважин отбирают весьма и весьма измочаленный грунт. Если закладывать в расчеты характеристики такого грунта - получается явная нестыковка с наблюдениями. Суть проста. В трехосных опытах на глинистом грунте, как правило, наблюдается весьма вялый график зависимости "нагрузка- осадка", а прочность определяют по деформации 15%. Теперь попытаемся это осознать. Деформация 15% - колоссальная величина, при этом она происходит за 15 минут опыта (по НН схеме). В натуре никто не видел подобных деформаций за 15 минут даже при больших нагрузках. В результате пришлось вводить гипотезу, что природный грунт работает иначе, чем лабораторный. Только недавно на образцах, отобранных вручную из котлована, мы убедились в том, что наша гипотеза была правильной.

Вот какие проблемы стоят на пути использования нелинейных моделей. Поэтому для пользователей, кто не хочет углубляться в эти сложности, лучше нелинейными моделями грунта не пользоваться.

СергейД высказал очень правильное мнение по обратным задачам. Но, к сожалению, только этого недостаточно.
В решении задач нужно стремиться к пониманию физики явления. Без этого, к сожалению, никак.
Например. Выше было высказано мнение о линейном возрастании модуля с глубиной. Это мнение стыкуется с классическим представлением о нормально уплотненной среде, для которой OCR=1. Для глинистых грунтов, это однако, часто не стыкуется с постоянной плотностью-влажностью по глубине (в пределах слоя), которую отмечал еще Маслов, и которую мы каждый раз видим в изысканиях в Питере. Также с этим не стыкуется представление о наличии начального градиента фильтрационной консолидации, которое тоже в отечественной школе является классическим. Отечественная школа механики грунтов вообще очень сильно (и на мой взгляд, в лучшую сторону) отличается от зарубежной, для которой (почему-то) все, что написал Терцаги является догмой.

Но, однако, я увлекся...

[СергейД]

вероятно, обратные задачи- самый реальный путь.причем нужно решить и лабораторные данные и натурные.

однако очень познавательно! С удовольствием почитаю твои публикации. Может уже какие есть опубликованные? Вообще говоря механика грунтов самая мрачная(в смысле понимания процессов) часть работы здания-основания. Поэтому надо просвещаться

[igr]

Где почитать можно?

[UnAtom]

Сообщение от Constantin Shashkin Интересная тут у вас дискуссия. Сложность нелинейных расчетов, прежде всего... "многа букаф" Но, однако, я увлекся...

В МЕМОРИЗ...как говорили раньше.

Значит я так понимаю, исходя из ваших наблюдений, что все популярные псевдонелинейные теории поведения грунтов под нагрузкой типа Кулона-Мора/Друкера-Прагера/шатровые модели, всё это на самом деле также далеко от истины, как собственно и линейные расчёты?
И наиболее близко к истине модель HSM? И если исчитать грунт нелинейно, то необходимо придерживаться именно этой теории?

Мы в своей программе сделали вариант Double Hardening

в какой программе?

[ETCartman]

Насколько я понял, разные грунты ведут себя по разному, поэтому какой то одной универсальной модели, скорее всего, не будет никогда. Специалисты предлагают ту или иную гипотезу, выстраивают теорию, проверяют ее на отдельных задачах. Делают вывод о пригодности при известных ограничениях, для заданного класса задач - и все. Далее можно снимать профит, защищать диссертацию, писать монографию и так далее.
Практическое применение без понимания проблем в комплексе все равно затруднено.
Это не считая стандартных затруднений с получением исходных данных, с неполнотой знания об истории нагружения, о допущениях, так или иначе применимаемых для упрощения задачи.