Logowanie do System sprawozdań KDM

Analiza numeryczna CEL i ALE wpływu instalacji pala na nośność długoterminową

Kierownik projektu: Jakub Konkol

Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Gdańsk

Streszczenie projektu

Instalacja pala w ośrodku gruntowych jest powszechnie występującym zagadnieniem inżynierskim. Procesowi głębienia pala towarzyszą zwykle duże deformacje otaczającego gruntu. Modelowanie tego problemu jest bardzo złożone. Składa się na niego dobór odpowiednich praw konstytutywnych i metod numerycznych.

Tradycyjne sformułowania MES nie dają oczekiwanych rezultatów w modelowaniu dużych przemieszczeń ze względu na dystorsje siatki elementów skończonych i pojawiające się trudności w modelowaniu kontaktu pal-podłoże gruntowe. W ciągu ostatnich lat zostało opracowanych wiele metod numerycznych w celu zmierzenia się z tymi problemami. Program komputerowy ABAQUS umożliwia wykorzystanie dwóch technik numerycznych zaprojektowanych z myślą o zagadnieniu dużych przemieszczeń. Bazują one na sformułowaniach Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) i Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE). Wykorzystując powyższe sformułowania i algorytmy interakcji "General contact" otrzymuje się szeroki zakres możliwości modelowania procesu instalacji pala.

W projekcie przewidziana jest analiza głębienia pala w gruntach spoistych, takich jak gliny miękko-plastyczne oraz niespoistych, takich jak piaski, a następnie wyznaczenie nośności długoterminowej z uwzględnieniem wcześniejszego procesu instalacji. Modelowanie głębienia pala będzie przeprowadzone metodami CEL i ALE z wykorzystaniem różnych modeli konstytutywnych

i różnych sformułowań kontaktu pal-grunt. Podstawowe modele konstytutywne, które wykorzystane będą w projekcie to model Coulomba-Mohra, Model Druckera-Pragera i model Cam-Clay. Wszystkie dostępne są w pakiecie Abaqus. Podstawowe modele interakcji konstrukcja-grunt będą obejmować: brak tarcia pomiędzy palem a ośrodkiem gruntowym oraz tarcie zdefiniowane za pomocą odpowiedniego współczynnika tarcia. Uzupełnieniem projektu będzie analiza procesu konsolidacji i dyssypacji ciśnienia wody w porach gruntu przy zastosowaniu modelów konsolidacji jedno-, dwu- i trój-wymiarowej przedstawionych w dwóch sformułowaniach. Pierwsze rozwiązanie, przedstawione przez Terzaghi'ego, rozdziela analizę przepływu wody w gruncie od analizy naprężeń. Drugie zostało przedstawione przez Biota jako porosprężystość i kompleksowo przedstawia analizę przepływu wody w sprężystym ośrodku porowatym. Ostatnią fazą projektu będzie próba zaimplementowania możliwości analizy ciśnienia wody w porach gruntu dla procesu instalacji pala w całkowicie nawodnionym podłożu gruntowym za pomocą autorskiego podprogramu.

Celem projektu jest jakościowe i ilościowe określenie wpływu procesu instalacji na stan naprężenia w ośrodku gruntowym, a w konsekwencji na nośność długoterminową pala.

Publikacje

  1. Jakub Konkol, Numerical Estimation of the Pile Toe and Shaft Unit Resistances During the Installation Process in Sands, Studia Geotechnica et Mechanica 37(1) , (2015) 37-44
  2. Jakub Konkol, Lech Bałachowski , Large deformation finite element analysis of undrained pile installation, Studia Geotechnica et Mechanica 1, (2016) 45-54

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93