Эквивалентное гидростатическое давление: новая вспомогательная функция «Подпорная стенка» в программе Rocscience Slide 2

Сегодня представляем в нашем блоге перевод заметки [1] Александра Грина, работающего в компании Feffer Geological Consulting (США).

В сфере численного моделирования произошла революция в отношении анализа и понимания мира вокруг нас. Это позволяет нам предсказывать изменения, комбинируя эмпирические данные с разумными физическими допущениями. Хотя даже самая совершенная численная модель может не воспроизводить истинную стохастичность мира природы, нет сомнений в том, что моделирование является мощным инструментом для современных ученых, инженеров и математиков.

В течение прошлых весны и лета инженерно-геологическая фирма Feffer Geological Consulting из Южной Калифорнии (США) работала в тандеме с инженерами компании Rocscience над разработкой нового способа оценки подпорных стенок в программе Rocscience Slide2 (rocscience.com/software/slide2).

Feffer Geological Consulting обслуживает территорию Большого Лос-Анджелеса (США) почти два десятилетия, и за эти годы программа Slide2 стала одним из наших самых ценных инструментов для анализа склонов и откосов со сложными геологическими условиями и для проектирования систем их стабилизации. Наши геологи и инженеры почти каждый день используют Slide2 для небольших и крупных проектов. Тем не менее мы хотели, чтобы эта программа делала немного больше, чтобы удовлетворить потребности таких же фирм, как наша.

Хотя программа Slide2 уже способна выполнять множество сложных вычислений практически для любого состояния склона, мы хотели интегрировать в платформу Slide2 некоторые термины и методы, с которыми знакомы консультанты США. Поэтому мы связались с командой Rocscience и поделились с ней своими мыслями. Для нас было сюрпризом, что представители этой компании не только были готовы выслушать наши идеи, но и очень обрадовались обратной связи.

Вместе мы создали новую вспомогательную функцию, которая позволяет пользователю задать подпорную стенку с помощью эквивалентного гидростатического давления (EFP – Equivalent Fluid Pressure), выраженного в фунтах на кубический фут (pcf). Кроме того, эта функция теперь позволяет выбирать треугольное или трапециевидное распределение давления для моделирования консольных подпорных стенок и подпорных стен с защемленными основаниями любой высоты.

Целью новой вспомогательной функции является предоставление пользователям возможности оценить статическую и сейсмическую устойчивость существующих подпорных стенок с различными обратными наклонами, а также их влияние на склон с существующим или измененным уклоном поверхности. Указанная функция также может использоваться в сочетании с внутренними электронными таблицами или расчетами компании для облегчения проектирования новых подпорных систем. Кроме того, теперь пользователь может легко оценить, как подпорная стенка будет противодействовать всем типам обрушений грунта с круговой или некруговой поверхностью скольжения с учетом геологических условий.

Например, в предыдущей версии Slide2, если пользователь хотел смоделировать консольную подпорную стенку, он делал это, применяя распределенную нагрузку к вертикальному разрезу и назначая треугольное распределение давления (рис. 1). Затем он увеличивал нагрузку до тех пор, пока не достигался требуемый коэффициент устойчивости.

Рис. 1. Раньше треугольное распределение давления можно было применить только к вертикальному разрезу с помощью опции «Распределенная нагрузка» (Distributed Load) в меню «Вспомогательная функция» (Support)

С помощью указанного выше обновления пользователь теперь может легко добавить подпорную стенку точно так же, как он может добавить сваи, оттяжки, грунтовые анкеры и т. д. Кроме того, он теперь может ввести расчетное значение эквивалентного гидростатического давления (рис. 2, 3).

Рис. 2. Новый вид вспомогательной функции «Подпорная стенка» (Support Type: Retaining Wall (EFP))

Рис. 3. Теперь новая вспомогательная функция «Подпорная Стенка» (Retaining Wall support) позволяет задать в модели подпорную стену, а треугольное распределение давления теперь легко добавляется с помощью опции «Эквивалентное гидростатическое давление» (Equivalent Fluid Pressure)

То же самое можно сделать, чтобы легко смоделировать трапециевидное распределение давления для подпорных стенок с защемленным основанием или для временных подпорных конструкций, в которых используются оттяжки (рис. 4).

Рис. 4. Теперь для моделирования подпорной стенки (или временной подпорной конструкции) с защемленным основанием можно задать трапециевидное распределение давления

Рассмотренная вспомогательная функция не только экономит время, но и предоставляет пользователю еще один набор инструментов для моделирования существующих условий площадки или для разработки новых поддерживающих конструкций для строительства. Мы рады, что эта новая функция появилась в результате многомесячного бета-тестирования и других испытаний и вошла в последний пакет обновлений Slide2.

Автор: Александр с. Грин (Alexander S. Greene),

компания Feffer Geological Consulting, США

Источник для перевода

1. Greene A.S. Equivalent Fluid Pressure: A New Retaining Wall Support for Slide2 // Rocscience. Nov. 15, 2021. URL: rocscience.com/learning/equivalent-fluid-pressure-a-new-retaining-wall-support-for-slide2.