Статический расчёт тоннеля в грунте. Прошу вашего совета по материалам и другим вопросам

[Nomernoy 2]

Здравствуйте, друзья!

С умеренным подходом и по мере сил пытаюсь осваивать SolidWorks для решения научно-практических задач. В течение года бьюсь над объёмной задачей с моделированием тоннеля в грунтовом массиве, на который сверху (на поверхности) действует нагрузка от условного многоэтажного здания. Использую модуль Simulaton.

 

Цель моделирования: получить данные напряженно-деформированного состояния тоннеля в разных сечениях (непосредственно под геометрическим центром плиты, имитирующей фундамент, под обрезом плиты и на периферии).

 

В целях упрощения пока используется только одна среда (один грунт - условный суглинок -  с заданными характеристиками) - параллелепипед с цилиндрической полостью размерами 120х50х50 метров.

Размеры плиты: 50х30х2

 

Статический расчет выполняется, сетка строится (для тоннеля приходится применять более детальную), с помощью зондирования определяются нужные величины напряжений в продольном и поперечном направлении и вертикальные перемещения.

 

Всё бы ничего, вертикальные перемещения в миллиметрах очень похожи на правду (на основании опыта такие цифры примерно в суглинистых грунтах и будут), а напряжения смущают: максимальные значения - это сотые доли МПа.

 

Друзья, опытные специалисты, прошу вашей консультации. Ввиду неопытности я явно где-то ошибаюсь. Например, как вариант, неправильно задаю характеристики материала (порядки чисел, сами значения) - бетона B25 или грунта суглинка. Характеристики ввожу вручную.

 

И еще дополнительные вопросы:

1) Существует ли доступная база материалов по грунтам, бетонам и железобетонам?

2) Как при отображении эпюр можно отключать видимость деталь (массив грунта, например), чтобы был виден только тоннель и был доступен при этом для зондирования (без погашения грунта).

 

Буду очень вам признателен, спасибо!

 

[Jesse 958]

4 часа назад, Nomernoy сказал:

С умеренным подходом и по мере сил пытаюсь осваивать SolidWorks для решения научно-практических задач.

СВ Симулейшн для научно-практических задач - это реально сильно!

4 часа назад, Nomernoy сказал:

ак вариант, неправильно задаю характеристики материала (порядки чисел, сами значения) - бетона B25 или грунта суглинка. Характеристики ввожу вручную.

это вы верно подметили. Грунты моделируют явно не используемым вами линейно-упругим материалом, а каким-нибудь нелинейным, характерным для грунтов. Например, Друкер-Прагер (есть в СВ в контексте нелинейного анализа).

 

4 часа назад, Nomernoy сказал:

1) Существует ли доступная база материалов по грунтам, бетонам и железобетонам?

по любому существует. Вопрос только чтоб найти эту самую базу

 

4 часа назад, Nomernoy сказал:

2) Как при отображении эпюр можно отключать видимость деталь (массив грунта, например), чтобы был виден только тоннель и был доступен при этом для зондирования (без погашения грунта).

скрыть в дереве проектирования тело грунт и смотреть напряжения как обычно.

Как бы решал задачу я:
1) для начала полностью выкидываем грунт из расчета и считаем как

 А - плоско-деформированное состояние , утрированно считая что вес грунта со зданием равномерно распределяется по всей длине туннеля. Даст порядок величин прогиба и напряжений.

 Б - трёхмерную модель тоннеля.
Тут главный вопрос - за что крепить тоннель. И за что нагружать, если грунта нет в расчете. Но выкрутитться всегда можно ;)

 

2) с грунтом всё поинтересней, потому надо учесть нетривиальные вещи
А - модель амтериала грунта
Б - контакт , видимо, с трением грунта и тоннеля (вы, по всей видимости, "склеили" грунт и тоннель)
В - модель бетона. Но тут уже , скорее всего, можно будет выкрутиться эквивалентными упругими хар-ми. Вопрос только в их подборе/поиске..

В любом случае, я бы ознакомился с литературой и справочными материала по решению подобных задач.
Делали ли вы это? Сомневаюсь.. Скорее, вы нажимали кнопки, ожидая получить похожие на правду результаты..........................

Вот здесь посмотрите про ёмкость в грунте , страница 47
https://www.ozon.ru/product/solidworks-simulation-inzhenernyy-analiz-dlya-professionalov-zadachi-metody-rekomendatsii-30500230/?sh=LEaasqBgSw
и здесь на странице 667

https://booktech.ru/books/sapr-i-drugie/12345-cosmosworks-osnovy-rascheta-konstrukciy-na-prochnost-v-srede-solidworks-2010-alyamovskiy.html

Если уж рвётесь в научно-инженерную практику, то сперва знакомятся с уже сделанными исследованиями до Вас. Не надо изобретать велосипед..

В любом случае, Удачи! :)

[jtok 814]

5 часов назад, Nomernoy сказал:

Друзья, опытные специалисты, прошу вашей консультации.

Андрей Алямовский: SolidWorks Simulation. Инженерный анализ для профессионалов. Задачи, методы, рекомендации

 

Начиная со стр 47:

1.3. Прочность горизонтальной ёмкости в грунте

1.3.1. Постановка задачи

1.3.2. Подбор эквивалентной упругой среды, моделирующей нелинейную сыпучую среду

1.3.3. Пространственная задача прочности и устойчивости

1.3.4. Выводы

[Jesse 958]

@Nomernoy кстати, вы рассматриваете бесконечно длинный тоннель? Тогда должны быть условия периодичности. В симулейшне таких ГУ нету (во Флоу есть), так что просто скользяющую заделку по краям воткните. Тож сойдёт. Краевых эффектов ярко-выраженных не будет

[Nomernoy 2]

17 часов назад, Jesse сказал:

кстати, вы рассматриваете бесконечно длинный тоннель?

Нет, тоннель рассматривается только по длине грунтового массива - 120 метров.

 

Видя реакцию других пользователей, отмечу, что я совсем начинающий пользователь и прошу на меня не серчать. Опыт - сын ошибок трудных!

 

Модель тоннеля в сборке я просто помещаю в полость грунта (точно такого же диаметра, разумеется). Следует ли помимо базовых условий сопряжений (концентричность и совпадение) назначать еще какие-либо связи тоннеля и грунта?

[Jesse 958]

9 часов назад, Nomernoy сказал:

что я совсем начинающий пользователь

так вы выше писали, что уже год решаете эту задачу. Начинающим Вас назвать трудно. А вот непоследовательным в своих действиях - быть может...

 

9 часов назад, Nomernoy сказал:

Следует ли помимо базовых условий сопряжений (концентричность и совпадение)

это геометрические сопряжения, и к расчёту они отношения не имеют

 

9 часов назад, Nomernoy сказал:

связи тоннеля и грунта?

прочитайте книжки что вам скинули (там 10-20 страничек) и задайте контакт между грунтом и тоннелем. Но для начала что такое вообще контактное взаимодействие , для чего оно и с чем его едят