| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Автомобильные и железные дороги, мосты, тоннели и организация движения > Расчет тоннелей на сейсмические воздействия, применение в расчетах грунтовых моделей

Расчет тоннелей на сейсмические воздействия, применение в расчетах грунтовых моделей

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 31.05.2017, 12:09
Расчет тоннелей на сейсмические воздействия, применение в расчетах грунтовых моделей
yarus.khv
 
Регистрация: 06.03.2012
Сообщений: 317

Друзья. Вопрос такой: Кто и как рассчитывает тоннели (трубы, микротоннели) мелкого и глубокого заложения на сейсмические нагрузки?

Задача, предположим, такая: посчитать микротоннель (D=2,5м) на сейсмику, глубина заложения 8м, проходит в гнейсах(см. примерно схему во вложении)
Что удалось найти:
1)Расчеты по ВСН 193-81 "Инструкция по учету сейсмических воздействий при проектировании горных транспортных тоннелей" (+ учебник Дормана)
2)Расчет в MIDAS GTS NX, где реализуется метод модальной суперпозиции и используются "отражающие" границы согласно статье
J. Lysmer and R. L. Kuhlemeyer, “Finite Dynamic Model for Infinite Media,” Journal of the Engineering Mechanics Division, Vol. 95, No. EM4, 1969, pp. 859-877.. Если вдруг у кого-то есть статья, поделитесь плз)
Ролик по модели Мидас GTS NX можно найти по запросу "Моделирование сейсмического воздействия на обделку тоннеля в программе midas GTS NX"
3)Крутые расчеты в АНСИС или АБАКУС с учетом нелинейностей как в "РУКОВОДСТВАХ ПО УЧЕТУ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ" (см. вложение)

Что получилось:
1) Попробовал расчеты для тоннелей глубокого и мелкого заложения кругового очертания по ВСН 193-81 (или еще есть книга Дормана "Сейсмостойкость транспортных сооружений", практически повторяет ВСН). По приложению 9 расчет для тоннеля мелкого заложения, видимо какие-то полуэмпирические формулы, в нескольких из них явные ляпы, которые собственно даже расчет не позволяют закончить. Муть какая-то.
Расчет для круглых тоннелей глубокого заложения (приложение 5) вроде попроще (можно подобрать по таблицам усилия), но смущает получающаяся "равномерная эпюра усилий" во всех сечениях обделки. Странно как-то.
Также есть пункт 4 ВСН (либо глава 2 Дормана), где говорится о плоской грунтовой модели и тоннеле в нем; задании волн сжатия, растяжения и сдвига, а также об их воздействии под различными углами. Однако непонятны границы этой модели, так то можно и в Мидасе замоделить и приложить эти силы от волн.
2) Расчет в GTS NX сделать можно при наличии акселерограмм (трехкомпонентных),но здесь вопросы:
1.что это за метод модальной суперпозиции (в Бирбраере и у других авторов как такового описания не нашел, о них буквально пару слов)?
В своих роликах поддержка Мидас говорит, что это прямой динамический метод. Однако это не прямое интегрирование уравнений движения, а описывается расчет примерно так:
-задание массива;
- нахождение 2 частот колебаний с максимальной модальной массой;
- учет демпфирования за счет "отражающих границ" согласно вышеприведенной статье;
- реализация полученных усилий в обделке;
2.Нелинейность грунта не учитывается, что собственно для прямого метода неверно, но можно ли этот метод назвать прямым?

3) В крутые расчеты не лезу, слишком уж круто

Последний раз редактировалось yarus.khv, 31.05.2017 в 12:22.
Просмотров: 8461
 
Непрочитано 08.06.2017, 17:08
1 | #21
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 8,123


Условность расчёта. Твой тоннель будет колебаться совместно с грунтом.
Никаких "собственных колебаний" у подземных сооружений нет.
Кстати точно также считаются убежища на воздействие ударной волны - равномерное сжатие и растяжение.
Для протяжённых сооружений (тоннели) проверяются ещё и продольные колебания. Но они, как правило, не критичны.
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)
Бахил вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 10.06.2017, 13:07
#22
yarus.khv


 
Регистрация: 06.03.2012
Сообщений: 317


Нарыл еще инфы. Справка из АНСИС и хороший диссер Ушакова по расчетам, где по методу модальных суперпозиций (стр 49), да и вообще по методам расчета во временной области расписано. Если я верно понял, то все-таки для линейных систем оно.
Но вопрос применимости данного метода для грунтов до сих пор для меня не ясен. В диссере рассматривается решение надземных конструкций.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: из АНСИС 1.PNG
Просмотров: 39
Размер:	99.3 Кб
ID:	189532  Нажмите на изображение для увеличения
Название: из АНСИС 2.PNG
Просмотров: 27
Размер:	52.4 Кб
ID:	189533  
Вложения
Тип файла: pdf Диссертация Ушаков.pdf (3.69 Мб, 47 просмотров)
yarus.khv вне форума  
 
Непрочитано 13.06.2017, 08:59
1 | 1 #23
fasol


 
Регистрация: 30.09.2010
Сообщений: 369


Считаем туннели и тоннели по ВСН и гидротехническому руководству (квазистатика с волнами сжатия и сдвига), экспертиза довольна. Это, разумеется, не показатель, но других вариантов действующие нормы не предлагают. По хорошему ответственные сооружения надо бы считать по ДТ, но непонятно, на каком расстоянии прикладывать воздействие.
С волновой теорией проще, а размеры расчетной области практически не оказывают влияние на НДС обделки.
Волну растяжения следует прикладывать осторожно и только в случаях, когда имеется жирная анкеровка в массив. Обычно все ограничивается четырьмя комбинациями волн на каждое направление (с 1 по 4 во вложении 1). Для кругового сечения достаточно одного направления волн, для сечения с вертикальной осью симметрии я прикладываю 7 штук с шагом 15 градусов (0, 15, 30, 45, 60, 75, 90) - в каких-то вылетаем максимум на лотке, в каких-то - на стенах и своде.
Эпюры получаются довольно симпатичными (вложения 2 и 3).
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: voln.png
Просмотров: 77
Размер:	168.5 Кб
ID:	189616  Нажмите на изображение для увеличения
Название: N.png
Просмотров: 63
Размер:	21.7 Кб
ID:	189617  Нажмите на изображение для увеличения
Название: M.png
Просмотров: 39
Размер:	16.8 Кб
ID:	189618  
fasol вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 13.06.2017, 09:21
#24
yarus.khv


 
Регистрация: 06.03.2012
Сообщений: 317


fasol, спасибо, ценная информация.
1)Картинка (вложение 1) откуда?
2)Какими размерами область ограничиваете? ВСН не дает рекомендаций четких вроде как.
3)А если тоннель неглубокого заложения или на границе, в чем логика рассматривать этот бесконечный массив?
4) Для круглого сечения рассматриваете первое направление - сочетание волн сжатия и сдвига, второе направление - волны растяжение и сдвига?

Цитата:
Волну растяжения следует прикладывать осторожно и только в случаях, когда имеется жирная анкеровка в массив.
Есть в ВСН обоснование этого? Нагнетание за тоннельную обделку - тоже по сути анкеровка, особенно для крепких пород.
yarus.khv вне форума  
 
Непрочитано 13.06.2017, 10:17
#25
fasol


 
Регистрация: 30.09.2010
Сообщений: 369


1) Сами рисовал. Красиво, знаю.
2) Проведите небольшое исследование на предмет изменений усилий в обделке при увеличении расстояния до волновой нагрузки от 5 до 100 пролетов свода, например. У меня получилось в пределах чуть ли не 5%, поэтому не парюсь. Это по сути классическая задача Керша. Сразу рисую расчетную область на все направления и в цикле меняю свойства материала при изменении угла волны, см. вложение. Но это Ансис, там есть удобные макросы.
3) Тоннели мелкого заложения по ВСНовской волновой теории считать нельзя, т.к. продольные и поперечные волны вблизи дневной поверхности трансформируются в рэлеевские.
4) Для круглого сечения с учетом бесконечного количества осей симметрии рассматриваются сочетания волн сжатия с сдвига только для одного направления сейсма. Уже не помню, может даже и одного сочетания хватает, там же только максимум гуляет по обделке.

Волна растяжения (сочетания с 5 по 8) прикладывается согласно п. 4.12-4.13 ВСН только если есть анкеровка и не допускаются трещины. В противном случае при прохождении волны растяжения обделка просто отлипнет от скалы и усилия в ней будут околонулевыми.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: file005.png
Просмотров: 50
Размер:	21.2 Кб
ID:	189619  
fasol вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 13.06.2017, 11:04
#26
yarus.khv


 
Регистрация: 06.03.2012
Сообщений: 317


Цитата:
Сообщение от fasol Посмотреть сообщение
1) Сами рисовал. Красиво, знаю.
Рисунки прям огонь

Цитата:
Сообщение от fasol Посмотреть сообщение
3) Тоннели мелкого заложения по ВСНовской волновой теории считать нельзя, т.к. продольные и поперечные волны вблизи дневной поверхности трансформируются в рэлеевские.
Тогда как считать? согласно ВСН пункту 7 (или приложение 9) расчет производится по каким-то полуэмпирическим формулам.
Я попробовал посчитать, дошел до нахождения k, а дальше единицы измерения просто не бьют, плюс несколько значений альфа почему-то, Пример вообще невнятный. В общем-то не получилось ничего.
Цитата:
Сообщение от fasol Посмотреть сообщение
4) Для круглого сечения с учетом бесконечного количества осей симметрии рассматриваются сочетания волн сжатия с сдвига только для одного направления сейсма. Уже не помню, может даже и одного сочетания хватает, там же только максимум гуляет по обделке.
Если рассматривать отдельно волны сжатия или растяжения, то да. Но если сжатие+сдвиг, то эпюры равномерными не получатся.
Судя по всему в приложении 5 (расчет круглых тоннелей глубокого заложения) в п.7 "в результате получают по две равнмоерные эпюры усилий, соответствующие наибольшим сжимающим и растягивающим напряжениям в каждом сечении обделки" учитываются только волны сжатия растяжения без сдвига.
Хотя определение усилий по таблицам усилий здесь очень удобное, единственное определение преобладающего периода частиц грунта под вопросом (в ВСН принимают 0,5).
yarus.khv вне форума  
 
Непрочитано 13.06.2017, 13:52
#27
fasol


 
Регистрация: 30.09.2010
Сообщений: 369


Цитата:
Сообщение от yarus.khv Посмотреть сообщение
Тогда как считать?
Я отмазывался простейшей квазистатикой - ускорение в горизонтальном и вертикальном направлениях.


Цитата:
Сообщение от yarus.khv Посмотреть сообщение
Судя по всему в приложении 5 (расчет круглых тоннелей глубокого заложения) в п.7 "в результате получают по две равнмоерные эпюры усилий, соответствующие наибольшим сжимающим и растягивающим напряжениям в каждом сечении обделки" учитываются только волны сжатия растяжения без сдвига.
Эпюры будут равномерными только в случаях всестороннего сжатия/растяжения, что не соответствует физике. В ВСНе, видимо, какой-то косяк формулировки.


Цитата:
Сообщение от yarus.khv Посмотреть сообщение
единственное определение преобладающего периода частиц грунта под вопросом (в ВСН принимают 0,5).
Более уточненный период выдают в результате микросейсморайонирования, которое проводится только для особо ответственных сооружений и то не всегда. Но и там все крутится в районе получекунды +/- 0,10сек (для скалы).
fasol вне форума  
 
Непрочитано 07.12.2018, 13:57
#28
Simbod


 
Регистрация: 27.05.2011
Сообщений: 1


Друзья. Как правильно моделировать тоннель с опережающим крепом из защитных экранов из труб в Midas GTS NX? У меня все время выдает ошибку при создание интерфейса.
Simbod вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Автомобильные и железные дороги, мосты, тоннели и организация движения > Расчет тоннелей на сейсмические воздействия, применение в расчетах грунтовых моделей

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Расчет на сейсмические нагрузки в программе "ПЛИТА" космосрейн Прочее. Программное обеспечение 1 30.10.2015 19:54
Сочетаются ли поступательные и вращательные сейсмические воздействия? Orson Расчетные программы 19 13.02.2014 17:19
Расчет панели - ошибочен? (SCAD office 11.3) - Глобальный вопрос применимости в таких расчетах antan83 SCAD 22 31.08.2009 07:57
Динамический расчет сооружений на специальные воздействия ivan.solo Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 11 13.03.2008 15:30
Расчет монолитной Ж/Б плиты на температурные воздействия cezar_star Расчетные программы 1 02.06.2006 20:50