Töltésalapozások tervezése II.
Talajmechanikai problémák 2 alaptörés állékonyságvesztés vastag gyenge altalaj deformációk, elmozdulások nagymértékű, egyenlőtlen, időben elhúzódó süllyedés szétcsúszás vastag gyenge altalaj gyenge felszín kedvező altalaj kipréselődés vékony gyenge réteg kedvező altalaj
A módszerválasztás szempontjai 3 Lépcsős építés - ha a talajtörés a fő veszély, viszont van idő a konszolidációra Túltöltés - ha a lassú konszolidáció a fő gond, viszont nincs talajtörési veszély Szalagdrénezés - ha vastag a puha réteg, kevés az idő, viszont nem nagy a süllyedés és az alaptörés veszélye Kőtömzsök készítése döngöléssel - ha nagy az alaptörési veszély és a süllyedés, kevés az idő, viszont nem túlzottan vastag a puha talaj Kavicscölöpözés - ha vastag és esetleg fedett a gyenge réteg, a süllyedés és az idő is kritikus, viszont kicsi a kezelendő felület Betoncölöpözés - ha nagyon kicsi lehet a süllyedéskülönbség, és semmi idő sincs, viszont nem nagy a terület Geoműanyagos talajerősítés - ha a szétcsúszás és az alaptörés a fő veszély, viszont a süllyedés nagysága és elhúzódása kevésbé
4 Az altalaj javítása szemcsés anyagok bevitelével
Kavicscölöpök és Kőtömzsök 5 Az altalaj komplex javítási módszerei, mert készítésük, illetve a kész kavicscölöpök és kőtömzsök : így talajtömörítésként részleges talajcsereként függőleges drénként is működnek, csökkentik a süllyedések mértékét, növelik a talajtöréssel szembeni biztonságot, gyorsítják a konszolidációt.
Kavicscölöpök és Kőtömzsök 6
Tervezési kérdések 7 Milyen kiosztással, mélységgel és milyen kitöltő anyaggal kell beépíteni a kavicscölöpöket, kőtömzsöket ahhoz, hogy az adott terhelés hatására a süllyedések egy határérték alatt maradjanak? (használhatósági határállapot vizsgálata) Az adott kiosztás mellett a süllyedések lezajlásához szükséges idő becslése, illetve az adott talajviszonyok esetén milyen hosszú konszolidációs idő várható? (használhatósági határállapot időbeli vizsgálat) A teherelosztó réteg méretezése (teherbírási határállapot vizsgálata) Az adott kiosztású kavicscölöpökkel, kőtömzsökkel javított talajban a terhelés hatására bekövetkezhet-e alaptörés, illetve a töltés szétcsúszása? (teherbírási határállapot vizsgálata)
Kavicscölöpök, kőtömzsök tervezése 8 Hagyományos elméletek (Barron Priebe) Geotechnikai szoftverek Hagyományos elmélet (GGU) Végeselemes programok Plaxis 2D Plaxis Tunnel Plaxis Foundation Plaxis 3D MIDAS GTS
Hagyományos elméletek 9
Számpélda 10 Kavicscölöpök, kőtömzsök méretezése hagyományos elméletekkel Süllyedésszámítás
Számpélda 11 ~ 5,0 ~ 9,0 ~ 5,0 0,6 vágány 3,4 töltés = 20 kn/m 3 1:1,5 2 h 5,0 kissé szerves kövér agyag E s 2 MPa C 0,001 k 2 10-10 m/s c u 25 kpa kavics E s 50 MPa
Számpélda - kavicscölöp 12 süllyedésszámítás (kezelés nélkül) : Hö 4,0 20 s h 5,0 E 2000 Konszolidációszámítás (kezelés nélkül) : s 20 cm T c h v 2 0 t k E h 2 0 s v t 210 2,5 10 2 3000 10 t 6,410 9 t A Terzaghi-féle konszolidációs elmélet alapján a v =(1-U v )=90%-os konszolidációs fokhoz tartozó időtényező T=0,85. konszolidációs idő : 0,85 8 t 1,3 10 s 50hónap 9 6,410 5c h 5 25 4 20 u alaptörés: n 1, 5 u szétcsúszás: n 1, 3 töltés c L E a 256 118 150 118
Priebe Süllyedéscsökkentő hatás 13
Hatásterület meghatározása 14 14 s D d drének távolsága a talajhenger átmérője, ahonnan a víz a drének felé áramlik a drén átmérője
Süllyedéscsökkentő hatás számítása - kavicscölöp 15
Süllyedéscsökkentő hatás számítása 16 A A c 8, 8 c n = 1,7 s m 12 cm 40
Számpélda - kavicscölöp 17 Kavicscölöpök, kőtömzsök méretezése hagyományos elméletekkel Konszolidációszámítás
Barron - Konszolidációszámítás 18 T v c v 1 H 2 t 1 - U = (1 - U v ) (1 - U r ) n=d/d T r c r 1 D 2 t
Konszolidációgyorsítás számítása 19
20 Kavicscölöpök, kőtömzsök méretezése hagyományos elméletekkel Stabilitásvizsgálat
Szétcsúszás vizsgálata 21 A kezelt talaj egyenértékű tulajdonságaival: c eq (1 a) c talaj a c cölöp a A A cölöp cölöp A talaj eq (1 a) talaj a cölöp tg eq (1 m) tan talaj m tg cölöp
Alaptörés vizsgálata 22 A kezelt talaj egyenértékű tulajdonságaival
23 Méretezés számítástechnikai programokkal - PLAXIS 2D
PLAXIS 2D program síkbeli modell 24
Konszolidációszámítás PLAXIS 2D 25 Displacement [m] 0,35 0,30 Point A Point B 0,25 Point C 0,20 Point D 0,15 Point E 0,10 0,05 0,00 0 50 100 150 200 250 Time [day]
Plaxis 2D síkbeli modell 26
PLAXIS 2D tengelyszimmetrikus modell 27
PLAXIS 2D tengelyszimmetrikus modell 28
Plaxis program 29
PLAXIS Tunnel 3D 30 A A 0 29 7 y 1 9 11 x 13 15 17 19 21 23 25 27 6 5 2 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 8 3 4
Plaxis Tunnel 3D 31
32 Plaxis 3D térbeli modell 32
PLAXIS 3D térbeli modell 33
PLAXIS 3D térbeli modell 34
MIDAS GTS 3D 35
MIDAS GTS 3D 36