Вы спрашивали – мы отвечаем
Ниже вы сможете ознакомиться с ответами докладчиков
Тер-Мартиросян Армен Завенович
И. о. директора ИСА, руководитель НОЦ «Геотехника», член президиума РОМГГиФ, д.т.н.
Тишин Никита Романович
Инженер-расчетчик, технический руководитель проекта DigitalSoil
Мирный Анатолий Юрьевич
Старший научный сотрудник Геологического факультета, к.т.н.
Тер-Мартиросян Армен Завенович
И. о. директора ИСА, руководитель НОЦ «Геотехника», член президиума РОМГГиФ, д.т.н.
Тишин Никита Романович
Инженер-расчетчик, технический руководитель проекта DigitalSoil
Мирный Анатолий Юрьевич
Старший научный сотрудник Геологического факультета, к.т.н.
Бурмицкий Михаил Георгиевич
Правильно ли я понимаю, что в динамическом расчете на сейсмическую нагрузку, фиксируя перемещения (LineDisplacement) по Х (prescribed) и по Y (fixed) мы также указываем перемещения Ux,start,ref которые по умолчанию равны 1 м.
Масштабирует ли этот показатель величину ускорения акселерограммы в случае его увеличения или уменьшения? В вашем примере указана величина 0.5, следовательно, вы задавали акселерограмму в два раза меньше?
Ronald B. J. Brinkgreve
Динамическое перемещение (или скорость или ускорение), применяемое при расчете, является произведением исходного значения и соответствующего динамического множителя. Для сейсмических воздействий мы обычно используем заданные «перемещения» в качестве ускорений.
Входное значение обычно равно 1,0 м, если акселерограмма дана в м/с2, или 0,01 м, если акселерограмма дана в см/с2 (значение 0,01 превращает «метры» в «сантиметры»). Предполагается, что используемая акселерограмма представляет собой движение коренной породы или скального обнажения. В нашем примере мы используем 0,5 м по другой причине: при использовании в качестве нижней границы податливого основания (a compliant base) ускорение должно представлять собой только восходящую часть движения горной породы.
Поскольку записи движения грунта, которые мы используем, как правило, являются движением обнажений (выход горных пород на поверхность), то используется коэффициент 0,5. Движение обнажений представляет собой сумму равных между собой нисходящего и восходящего движения. Это справедливо только для грунтов на поверхности из-за граничного условия нулевого напряжения сдвига.
Входное значение обычно равно 1,0 м, если акселерограмма дана в м/с2, или 0,01 м, если акселерограмма дана в см/с2 (значение 0,01 превращает «метры» в «сантиметры»). Предполагается, что используемая акселерограмма представляет собой движение коренной породы или скального обнажения. В нашем примере мы используем 0,5 м по другой причине: при использовании в качестве нижней границы податливого основания (a compliant base) ускорение должно представлять собой только восходящую часть движения горной породы.
Поскольку записи движения грунта, которые мы используем, как правило, являются движением обнажений (выход горных пород на поверхность), то используется коэффициент 0,5. Движение обнажений представляет собой сумму равных между собой нисходящего и восходящего движения. Это справедливо только для грунтов на поверхности из-за граничного условия нулевого напряжения сдвига.
Бурмицкий Михаил Георгиевич
В сторонних комлексах Midas GTS NX и Diana есть возможность произвести eigenvalue analysis, позволяющий рассчитать собственную частоту (natural frequencies) сооружения и грунтового массива. В Plaxis нет такой функции, есть верификационный пример Free vibration analysis of a dam, в котором к грунтовой дамбе прикладывается сила в статике и отключается в динамическом режиме для наблюдения незатухающих колебаний.
Можно ли и каким образом использовать данный прием для получения частот собственных колебаний иных сооружений (подпорных стен, свайных ростверков, плитных фундаментов)?
Будет ли в дальнейшем добавлена подобная функция в программный комплекс?
Ronald B. J. Brinkgreve
Действительно, PLAXIS не имеет специальной функции для анализа собственных частот, но собственные частоты любой конструкции могут быть проанализированы численно путем проведения анализа свободных колебаний (как в данном примере).
Для этого можно построить график зависимости компоненты перемещения от времени и преобразовать его в спектр Фурье. «Пики» (локальные экстремумы) в спектре соответствуют собственным частотам. Обратите внимание, что собственные частоты соответствуют случаю, когда конструкция находится в грунтовом массиве и жесткость грунта оказывает влияние на собственные частоты.
Поэтому важно использовать динамическую (малая деформация) жесткость вместо статической жесткости, которая предназначена для больших уровней деформации (речь идет о модуле упругости, получаемом из геофизических данных
Для этого можно построить график зависимости компоненты перемещения от времени и преобразовать его в спектр Фурье. «Пики» (локальные экстремумы) в спектре соответствуют собственным частотам. Обратите внимание, что собственные частоты соответствуют случаю, когда конструкция находится в грунтовом массиве и жесткость грунта оказывает влияние на собственные частоты.
Поэтому важно использовать динамическую (малая деформация) жесткость вместо статической жесткости, которая предназначена для больших уровней деформации (речь идет о модуле упругости, получаемом из геофизических данных
Бурмицкий Михаил Георгиевич
Можно ли в Plaxis выполнить расчет конструкции на сейсмическое воздействие с учетом определения ускорений по спектру отклика (Response Spectrum method), относящимся к отдельным формам колебания конструкции и массива? (Расчет по линейно-спектральной теории)
Ronald B. J. Brinkgreve
PLAXIS предназначен для динамических расчетов во времени. Это означает, что вы моделируете сейсмическую активность, применяя соответствующие ускорения в основании модели.
Как правило, основанием модели является подстилающая порода или жесткий слой на глубине (не менее) 30 метров. Затем PLAXIS моделирует распространение волн от подстилающей породы (или глубокого слоя) вверх по грунту до дневной поверхности, а также реакцию конструкции на эту отфильтрованную волновую картину. Если нет никакой конструкции, кроме грунта, то PLAXIS выдаст реакцию дневной поверхности грунта на применяемый сейсмический сигнал (движение грунта).
Как правило, основанием модели является подстилающая порода или жесткий слой на глубине (не менее) 30 метров. Затем PLAXIS моделирует распространение волн от подстилающей породы (или глубокого слоя) вверх по грунту до дневной поверхности, а также реакцию конструкции на эту отфильтрованную волновую картину. Если нет никакой конструкции, кроме грунта, то PLAXIS выдаст реакцию дневной поверхности грунта на применяемый сейсмический сигнал (движение грунта).
Бурмицкий Михаил Георгиевич
Планируется ли командой PLAXIS добавить в программу метод Ньюмарка (как в программе Geostudio) и анализ «Pushover» (как в программах STAAD, Robot Structural Analysis) для возможности анализа динамических свойств грунтов?
Ronald B. J. Brinkgreve
PLAXIS основан на анализе упругопластических деформаций конечных элементов (МКЭ), в котором пользователь задает свойства жесткости и прочности. Анализ деформации Ньюмарка используется в сочетании с упрощенными методами (например, методы предельного равновесия), при которых учитывается только перемещения в результате пластической деформации (метод Ньюмарка в аналитическом расчете накапливает деформации для каждого момента времени, когда Куст менее 1. Результатом расчета является не Куст, а накопленные перемещения — Прим. НИП-Информатики).
Поэтому анализ упругопластических деформаций PLAXIS считается более совершенным по сравнению с анализом деформации Ньюмарка, который предлагают другие программы. Нелинейный статический метод (Pushover-анализ) может также выполняться с помощью PLAXIS путем приложения боковой нагрузки (или заданного перемещения) к элементам фундамента и измерения их реакции.
Поэтому анализ упругопластических деформаций PLAXIS считается более совершенным по сравнению с анализом деформации Ньюмарка, который предлагают другие программы. Нелинейный статический метод (Pushover-анализ) может также выполняться с помощью PLAXIS путем приложения боковой нагрузки (или заданного перемещения) к элементам фундамента и измерения их реакции.
Федоренко Евгений Владимирович
Верно ли утверждение: расчет безопасности после динамического расчета (сейсмичности) невозможен, так как при динамическом расчете СФ может быть меньше 1, но это не означает коллапса. Динамический расчет накапливает деформации и после завершения позволяет оценить состояние СЛС. Чтобы оценить состояние ULS, необходимо было выполнить псевдостатический расчет.
Могу ли я вставить нулевую фазу после динамического расчета и выполнить анализ безопасности?
Правильно ли это?
Ronald B. J. Brinkgreve
Анализ устойчивости в PLAXIS представляет собой статический расчет коэффициента устойчивости, основанный на методе снижения прочности. Он не учитывает динамические эффекты (например, силы инерции и динамические нагрузки). Эффекты инерции и динамические нагрузки могут снижать или увеличивать устойчивость, но это временные эффекты.
В целом, наиболее критическая ситуация складывается во время землетрясения, а не после того, как землетрясение прошло. Плюс в том, что критическая ситуация (SF<1) может кратковременно существовать без разрушения структуры в целом, при условии, что конечная ситуация (когда движение закончилось) снова будет стабильна (SF>1). Такая временная нестабильная динамическая ситуация не может быть рассчитана в PLAXIS с помощью анализа устойчивости.
Однако существует альтернатива — это псевдостатический анализ, в котором вы применяете эквивалентный (глобальный) компонент бокового ускорения, который является репрезентативным для анализируемого землетрясения. Этот пластический расчет может сопровождаться анализом устойчивости, в котором применяется то же самое (глобальное) боковое ускорение, и, следовательно, он даст вам коэффициент устойчивости при этих псевдостатических условиях.
Вставка нулевой фазы после динамического расчета с целью проведения «динамического анализа устойчивости» не является хорошей идеей. Это не даст вам ожидаемых результатов.
В целом, наиболее критическая ситуация складывается во время землетрясения, а не после того, как землетрясение прошло. Плюс в том, что критическая ситуация (SF<1) может кратковременно существовать без разрушения структуры в целом, при условии, что конечная ситуация (когда движение закончилось) снова будет стабильна (SF>1). Такая временная нестабильная динамическая ситуация не может быть рассчитана в PLAXIS с помощью анализа устойчивости.
Однако существует альтернатива — это псевдостатический анализ, в котором вы применяете эквивалентный (глобальный) компонент бокового ускорения, который является репрезентативным для анализируемого землетрясения. Этот пластический расчет может сопровождаться анализом устойчивости, в котором применяется то же самое (глобальное) боковое ускорение, и, следовательно, он даст вам коэффициент устойчивости при этих псевдостатических условиях.
Вставка нулевой фазы после динамического расчета с целью проведения «динамического анализа устойчивости» не является хорошей идеей. Это не даст вам ожидаемых результатов.
Максим
Здравствуйте! В сводной таблице получили несколько коэффициентов устойчивости от <1 до >2.
Как узнать, устойчиво ли сооружение или нет?
Тер-Мартиросян Армен Завенович
Окончательного ответа нет, т.к. не это ставилось целью исследование. Скорее эта таблица показывает проблему того, что нет точного механизма, который может дать результат. В целом, я бы рекомендовал использовать несколько методов расчета для принятия окончательного решения.
Ямоков Сергей Григорьевич
Добрый день.
Спасибо Вам и Вашим коллегам за интересный и содержательный доклад.
Пара вопросов:
1. Были ли выполнены аналитические расчеты по представленным задачам (естественно те, которые выполнялись в 2D постановке)? Если да, то какие методы использовались и какие результаты получились?
2. На примерно 25-й минуте доклада обратил внимание на нормируемый коэффициент устойчивости (для уровня МРЗ) равный 0,940, что меньше 1,0. Каким образом такой коэффициент был получен?
Тер-Мартиросян Армен Завенович
Аналитические расчеты не выполнялись, т.к. не ставилась такая цель.
Коэффициент получен в рамках проведения расчета. Не очень понятно в чем заключается вопрос, т.к. коэффициент в процессе расчета может быть и выше единицы и ниже, никаких ограничений нет.
Коэффициент получен в рамках проведения расчета. Не очень понятно в чем заключается вопрос, т.к. коэффициент в процессе расчета может быть и выше единицы и ниже, никаких ограничений нет.
Бурмицкий Михаил Георгиевич
Могут ли разжижаться галечниковые грунты в результате сейсмического воздействия. В методическом пособии: «Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании гидротехнических сооружений» на рис.3.16 показана схема верхового откоса плотины с зоной разжижения галечниковых грунтов.
Проводили ли вы испытания таких грунтов на разжижение?
Тишин Никита Романович
Крупнообломочные грунты, в том числе галечниковые, могут разжижаться, если в них присутствует заполнитель. Разжижение таких грунтов обусловлено в первую очередь разжижением заполнителя, хотя и имеет свои особенности.
При невозможности(не позволяют размеры оборудования) проведения трехосного динамического испытания на разжижение крупнообломочного грунта, возможно проведение трехосное динамического испытания на разжижение только заполнителя.
При невозможности(не позволяют размеры оборудования) проведения трехосного динамического испытания на разжижение крупнообломочного грунта, возможно проведение трехосное динамического испытания на разжижение только заполнителя.
Ямоков Сергей Григорьевич
Добрый день.
Спасибо Вам за интереснейший доклад.
Хотелось бы узнать: решение динамических задач (в частности сейсмика) в Plaxis предполагают обязательное наличие модуля Dynamics. Без него такие задачи не могут решаться совсем?
Федоренко Евгений Владимирович
Уважаемый Сергей! Благодарю за отзыв о докладе и Ваш вопрос..
В базовой версии программы есть возможность выполнить псевдостатический расчёт сейсмического воздействия путём введения коэффициента сейсмичности (зависит от балльности землетрясения). Этот вариант аналогичен подобным расчётам в аналитических программах.
Что касается граничных условий для такого расчёта, который не является динамическим, то к ним тоже следует относиться внимательно.
Более подробную информацию можно найти в статье в Базе знаний PLAXIS.
В базовой версии программы есть возможность выполнить псевдостатический расчёт сейсмического воздействия путём введения коэффициента сейсмичности (зависит от балльности землетрясения). Этот вариант аналогичен подобным расчётам в аналитических программах.
Что касается граничных условий для такого расчёта, который не является динамическим, то к ним тоже следует относиться внимательно.
Более подробную информацию можно найти в статье в Базе знаний PLAXIS.
Миронов Дмитрий Борисович
Добрый день, Анатолий Юрьевич!
Прежде всего хотел бы поблагодарить за интересный доклад. Есть небольшой вопрос по теме моделей. Из доклада следует, что модель Hardening soil - это модифицированная модель Cam-Clay, хотя в руководстве пользователя Plaxis Hardening обозначена как модифицированная модель Мора-Кулона.
Поясните пожалуйста, какая всё-таки связь между моделью Мора-Кулона и моделью Cam-Clay. Это разные модели или взаимно-пересекающиеся? Спасибо.
Мирный Анатолий Юрьевич
Здравствуйте! Очень рад, что доклад вызвал интерес!
Hardening Soil использует две независимых поверхности текучести: одну — для сдвига и одну — для объёмного сжатия. Для описания перехода от упругого к пластическому деформированию при объёмном сжатии применяется поверхность, похожая на Modified Cam Clay, то есть эллипсоид, привязанный к величине исторического давления. Вторая поверхность ровно такая же, как в модели Mohr-Coulomb: неправильная шестиугольная пирамида (при m<1 рёбра у неё будут не прямолинейные, а выгнутые).
При этом обе поверхности текучести не зафиксированы, то есть меняют своё положение в зависимости от истории нагружения. Соответственно, в части пластических деформаций объёма Hardening Soil опирается на модель Cam Clay (то есть относится к семейству шатровых моделей), а в части сдвиговых деформаций — на Mohr-Coulomb и, в некотором смысле, Drucker-Prager. Так что её можно считать «наследницей» нескольких различных моделей.
Hardening Soil использует две независимых поверхности текучести: одну — для сдвига и одну — для объёмного сжатия. Для описания перехода от упругого к пластическому деформированию при объёмном сжатии применяется поверхность, похожая на Modified Cam Clay, то есть эллипсоид, привязанный к величине исторического давления. Вторая поверхность ровно такая же, как в модели Mohr-Coulomb: неправильная шестиугольная пирамида (при m<1 рёбра у неё будут не прямолинейные, а выгнутые).
При этом обе поверхности текучести не зафиксированы, то есть меняют своё положение в зависимости от истории нагружения. Соответственно, в части пластических деформаций объёма Hardening Soil опирается на модель Cam Clay (то есть относится к семейству шатровых моделей), а в части сдвиговых деформаций — на Mohr-Coulomb и, в некотором смысле, Drucker-Prager. Так что её можно считать «наследницей» нескольких различных моделей.
© 2020 ООО «НИП-Информатика»
г. Санкт-Петербург, ул. Фучика, 4К
ИНН 7810182337
© 2020 ООО «НИП-Информатика»
г. Санкт-Петербург, ул. Фучика, 4К
ИНН 7810182337