Решение геотехнических задач в транспортном строительстве
Возможности midas GTS NX для расчета транспортных объектов
Применение геотехнического комплекса
В midas GTS NX акцент сделан именно на работе грунта, в программе присутствуют математические модели для описания точного поведения грунта и инструменты быстрого моделирования основания.
Оптимальный вариант решения задачи проектирования мостового сооружения в таком случае — комбинация программных комплексов:
- Моделирование самого сооружения, начальные расчеты (без точного учета основания) можно выполнить в midas Civil.
- После создания модели моста импортировать ее в midas GTS NX и получить результаты работы сооружения с учетом нелинейных свойств основания.
- Вернуться в midas Civil, где с помощью результатов midas GTS NX завершить работу над сооружением и выполнить необходимые проверки.
- Расчет оснований и фундаментов, устоев мостов и опор;
- Расчет транспортных насыпей на устойчивость и консолидацию;
- Расчет подпорных стен и ограждений котлованов;
- Оценка влияния строительства эстакад на окружающую застройку;
- Расчеты на динамические воздействия: сейсмика и подвижная нагрузка.
В midas GTS NX реализованы математические модели грунта, с помощью которых можно с высокой точностью описывать поведение массива. Применение возможно как при статических нагружениях, так и при динамических, например, для расчета задачи движения поезда по мосту.
При совмещенном расчёте системы «грунт-сооружение» возможно учитывать факторы, влияющие на результат: уровень воды (постоянный или изменяющийся во времени), любые типы воздействий, детальное описание рельефа (расчет устойчивости, в случае необходимости). Таким образом, при применении midas GTS NX помимо точности результата у пользователя появляется возможность рассматривать более широкий спектр задач.
Также важно отметить, что инженер при расчете статически неопределимых систем не имеет права не учитывать неравномерную осадку опор. В сложных проектах влияние неравномерных осадок опор может привести к значительному изменению конструктива.
Проектирование автомобильных и ж/д насыпей сопряжено со множеством расчетов, например, определение осадок и напряжений в основании и в насыпи в процессе ее отсыпки и уплотнения, определение осадок во времени в процессе эксплуатации, деформации при пропуске транспорта или расчет коэффициентов устойчивости откосов.
В расчетах учитывают конструкции дорожной одежды, усиления геосинтетическими материалами, сетки, решетки, подпорные сооружения.
Тоннели могут располагаться как в дисперсных грунтах, так и в скальных массивах, в зависимости от чего технологии производства работ и конструкция крепи будут различаться. Если говорить о метрополитенах, то это проектирование самих тоннелей, а также станционных комплексов, которые включают большое количество вспомогательных объектов.
Важно корректно оценивать усилия и напряжения в несущих элементах конструкций, деформации грунтов и близко расположенных сооружений.
При проектировании объектов транспортной инфраструктуры важно детально описать грунтовое основание, которое работает по нелинейной модели, и все конструкции, участвующие в расчете. При использовании упрощенных методик можно получить довольно высокие погрешности в результатах расчета, поэтому важно учесть реальную жесткость всех надземных и подземных конструкций.
midas GTS NX позволяет смоделировать такую систему как с помощью встроенных инструментов, так и импортировать мостовое сооружение из midas Civil. Плюсом такого подхода является экспорт результатов расчета обратно в midas Civil для выполнения проверок конструкций по нормам РФ.
Учитывайте влияние сейсмического воздействия, климатических и геологических условий (карстовые процессы, вечная мерзлота), динамических воздействий от транспорта или механизмов, особые воздействия на подрабатываемых территориях и антропогенные нагрузки.
В случае, если объект проектирования располагается на слабых грунтах, необходимо спроектировать его усиление. Усиление грунтов основания фундаментов производится различными методами, например, инъекционными. В случае с насыпями могут быть использованы инъекционные технологии, усиление грунтовыми или щебеночными сваями, формирование гибких ростверков с применением современных высокопрочных геосинтетических материалов.
Крайне редко инженеры рассматривают один тип расчета по определению напряженно-деформированного состояния грунтового массива или конструкций. При проектировании системы «Основание-Сооружение» часто следует оценить осадки в процессе консолидации, смоделировать понижение или повышение уровня грунтовых вод и проверить устойчивость.
Чтобы не создавать для каждого расчета отдельную модель, инженер может реализовать совмещенный расчет, который позволит на одной модели и в рамках одного расчетного случая совместить несколько типов расчета. Такой подход позволяет значительно сократить время на создание модели и ее расчет, а также получить более достоверные результаты.
