Вопрос

Я провёл в PLAXIS 2D расчёт устойчивости глубокого котлована на заключительном этапе. Глубина котлована составляет 15 м, а заглубление ограждения — 12 м. При выполнении расчёта устойчивости плитный элемент («стена в грунте») имеет большое отклонение в направлении $y$, при этом значение перемещений зависит от шага расчёта. Мой вопрос заключается в том, почему при выполнении расчёта устойчивости перемещение плиты по направлению $y$ больше, чем по направлению $x$?

Ответ

Трудно понять, что происходит, без скриншота, на котором было бы видно, как устроена модель.

Обратите внимание, что результаты в PLAXIS хранятся для каждой фазы и для каждого шага. На каждом шаге рассчитывается часть неравновесного состояния (ΣMstage доходит до 1.00), поэтому происходит перераспределение напряжений и развитие деформаций.

Однако, действительно, я бы не ожидал, что вертикальные деформации будут больше горизонтальных. Я бы обязательно перепроверил свойства материала плиты, и обратил внимание на удельный вес плиты, для которого должно быть учтено, что плита «перекрывается» грунтом.

В общем случае для точного расчёта общего веса грунта и конструкций в модели удельный вес грунта следует вычесть из удельного веса материала плиты. В частности для шпунтовых стен вес обычно предоставляется производителем. Это значение может быть принято напрямую, так как шпунтовые стены обычно занимают относительно небольшой объём.

Спасибо за ваше предложение. Для удельного веса плиты я использовал метод, который вы упомянули. Но значительные перемещения всё ещё возникают в направлении $y$ (вертикальном). Хотя перемещение не имеет значения в расчёте устойчивости, но большая осадка стены произошла при сходящемся решении (Куст = 2.05), в то время как максимальное снижение прочности составляет 2.2 (условие расхождения). На скриншотах ниже видно, что при использовании Куст = 2.05 максимальное перемещение сосредоточено под стеной. Возможно ли ограничить элемент плиты только при выполнении расчёта устойчивости? Например, использовать фиксированную точку в верхней части элемента плиты. Спасибо за помощь.

Ответ техподдержки

Как вы заметили, в расчёте устойчивости перемещения не имеют значения, так как не имеют физического смысла. Следовательно, нет причин стремиться к их уменьшению. Предложение закрепить верхнюю точку стены может привести к увеличению коэффициента запаса устойчивости. Это означает, что вы переоцените прочность.

Мнение участника форума

Такие перемещения возникают из-за того, что расчёт устойчивости выполняется с помощью процедуры снижения параметров прочности.

Усилия, которые возникают в анкере с закреплённым концом (fixed-end anchor), не уменьшается во время расчёта Safety. Вот почему горизонтальное перемещение значительно меньше вертикального, так как такие элементы сопротивляются перемещению.

Если анкер на вашем рисунке — это не распорка, а упрощение, скажем, 10-метровым анкером в грунте за стеной, то ваш расчёт Safety, скорее всего, будет неверным. Пожалуйста, будьте внимательны к ограничению уменьшения $φ$ и $c$ при проверке коэффициента запаса устойчивости.

Ответ техподдержки на реплику участника

Я согласен с вашим предупреждением, что, если он использовал анкеры с закреплённым концом (fixed-end anchor) для моделирования грунтовых анкеров, то Куст, вероятно, будет неверным, особенно если анкеры с закреплённым концом заданы как упругий материал (elastic), а не упруго-пластичный (elasto-plastic). Но это не является ограничением метода снижения параметров прочности. Это проблема неправильного (слишком упрощённого) моделирования без анализа результатов. Учитывая вертикальное расстояние между анкерами с закреплённым концом, кажется, что это действительно распорки, а не грунтовые анкеры.

Источник

Stability Analysis of Deep Excavation