Kéttengelyű georácsok Biaxial Geogrids Geogrile biaxiale

Hasonló dokumentumok
RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Cölöpalapozások - bemutató

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Mechanikai stabilizációs réteg a vasútépítésben

Szádfal szerkezet ellenőrzés Adatbev.

Jellemző szelvények alagút

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Geometriai adatok. réteghatárok magassági helyzete földkiemelési szintek geotechnikai szerkezet méretei

Földstatikai feladatok megoldási módszerei

Függőleges és vízszintes vasalás hatása a téglafalazat nyírási ellenállására

XVII. econ Konferencia és ANSYS Felhasználói Találkozó

A STATIKUS ÉS GEOTECHNIKUS MÉRNÖKÖK EGYMÁSRA UTALTSÁGA EGY SZEGEDI PÉLDÁN KERESZTÜL. Wolf Ákos

IGAZI, GEORÁCCSAL ERŐSÍTETT HÍDFŐ ELSŐ MAGYARORSZÁGI ALKALMAZÁSA. Tóth Gergő

Súlytámfal ellenőrzése

Többet ésszel, mint erővel!

Alagútfalazat véges elemes vizsgálata

Ebben a fejezetben egy szögtámfal tervezését, és annak teljes számítását mutatjuk be.

Szádfal szerkezet tervezés Adatbev.

SZERKEZETI MŰSZAKI LEÍRÁS + STATIKAI SZÁMÍTÁS

GEOTECHNIKA I. LGB-SE TALAJOK SZILÁRDSÁGI JELLEMZŐI

Előregyártott fal számítás Adatbev.

Dr. Móczár Balázs. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Kiválósági ösztöndíjjal támogatott kutatások az Építőmérnöki Karon c. előadóülés

NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA KÖZVETLEN NYÍRÁSSAL (kis dobozos nyírókészülékben) Közvetlen nyíróvizsgálat MSZE CEN ISO/TS BEÁLLÍTÁSI ADATOK

Megerősített rézsűk vizsgálata Adatbev.

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján. Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke

DEBRECENI EGYETEM, MŰSZAKI KAR, ÉPÍTŐMÉRNÖKI TANSZÉK. Acélszerkezetek II. VI. Előadás. Rácsos tartók hegesztett kapcsolatai.

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Földstatikai feladatok megoldási módszerei

M0 autópálya szélesítése az Anna-hegyi csúszás WOLF ÁKOS

Dr. Móczár Balázs 1, Dr. Mahler András 1, Polgár Zsuzsanna 2 1 BME Építőmérnöki Kar, Geotechnikai Tanszék 2 HBM Kft.

TERMÉKSZIMULÁCIÓ. Dr. Kovács Zsolt. Végeselem módszer. Elıadó: egyetemi tanár. Termékszimuláció tantárgy 6. elıadás március 22.

Rézsűstabilizáció megtámasztó cölöpökkel

TARTALOMJEGYZÉK. 1. KIINDULÁSI ADATOK Geometria Anyagminőségek ALKALMAZOTT SZABVÁNYOK 6.

Mérnöki faszerkezetek korszerű statikai méretezése

Gyakorlat 03 Keresztmetszetek II.

Geoszintetikus anyagokkal erősített hídfő elmélete, számítása és gyakorlati alkalmazása egy konkrét példán

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

Egyedi cölöp függőleges teherbírásának számítása

A geotechnikai tervezés alapjai az Eurocode 7 szerint

Kiöntött síncsatornás felépítmény kialakításának egyes elméleti kérdései

Mikrocölöp alapozás ellenőrzése

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Turai Péter 1 Dr. Nagy László 2 Dr. Takács Attila 3

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 9. elıadás

Vizsgálati eredmények értelmezése

Tiszai árvízvédelmi töltések károsodásainak geotechnikai tapasztalatai

Külpontosan nyomott keresztmetszet számítása

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

Cölöpcsoport elmozdulásai és méretezése

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

A talajok nyírószilárdsága

Konszolidáció-számítás Adatbev.

Vasalttalaj hídfők. Tóth Gergő. Gradex Mérnöki és Szolgáltató Kft Budapest, Bécsi út 120. Telefon: +36-1/

Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével

Kizárólag oktatási célra használható fel!

CAD technikák Mérnöki módszerek gépészeti alkalmazása

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Gyakorlat 04 Keresztmetszetek III.

Vasbetonszerkezetek II. Vasbeton lemezek Rugalmas lemezelmélet

Acélszerkezetek korszerű tűzvédelmének néhány kérdése

Ebben a mérnöki kézikönyvben azt mutatjuk be, hogyan számoljuk egy síkalap süllyedését és elfordulását.

FÉLMEREV KAPCSOLATOK NUMERIKUS SZIMULÁCIÓJA

Fúrásszelvény 1.F. j. fúrás. természetes víztartalom, w (%) kötött talajok: folyási és plasztikus határ, w,w (%)

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Munkatérhatárolás szerkezetei. programmal. Munkagödör méretezés Geo 5

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

SÍKALAPOK TERVEZÉSE. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Viacon merev csomópontú georácsok beépítése

Lemez- és gerendaalapok méretezése

A MÁV-Thermit Kft, valamint a BME Út és Vasútépítési Tanszék köszönti az előadás hallgatóit

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

MUNKAGÖDÖR TER VEZÉSE TER Bevezetés

A HDPE és EPDM geomembránok összehasonlító vizsgálata környezetvédelmi alkalmazhatóság szempontjából

3 Technology Ltd Budapest, XI. Hengermalom 14 3/ Végeselem alkalmazások a tűzvédelmi tervezésben

Acéllemezbe sajtolt nyírt kapcsolat kísérleti vizsgálata és numerikus modellezése

Tartószerkezetek modellezése

Síkalap ellenőrzés Adatbev.

GYŐR ARÉNA, Győr-Kiskút liget, Tóth László utca 4. Hrsz.:5764/1. multifunkcionális csarnok kialakításának építési engedélyezési terve

Erőtani számítás Szombathely Markusovszky utcai Gyöngyös-patak hídjának ellenőrzéséhez

A talajok összenyomódásának vizsgálata

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Salming Running Technológiák

GEOTECHNIKA III. (LGB-SE005-3) TÁMFALAK

Hővösvölgyi Terminál Permacrib máglyafal

Fülke, ellensúly. Követelmények, kialakítás, méretezés

Töltésalapozások tervezése II.

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár)

Hővösvölgyi Terminál Permacrib máglyafal

GEOTECHNIKA. Földtudományi BSc alapszak. 2017/18 I. félév TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Előregyártott körgyűrű keresztmetszetű oszlopokból kialakított többszintes vázszerkezet csomópontjainak vizsgálata

Átírás:

Kéttengelyű georácsok Biaxial Geogrids Geogrile biaxiale ing. URSU Ivett 1, ing. NAGY Andor 1, Prof. dr. ing. KÖLLŐ Gábor 1, ing. GRIGERCSIK István 2 1 Kolozsvári Műszaki Egyetem, Építőmérnöki kar, Constantin Daicoviciu utca15, Kolozsvár 400020, email: ursuivett@gmail.com, andor.nagy@yahoo.com, kollo_g@yahoo.com 2 CNCFR Brassó, 13 Decembrie út 20, Brassó 500173, tel: 0268-418-777 ABSTRACT The easiest way for designing earth structures is modeling through numerical calculation programs, which uses predefined mathematical equations and boundary conditions for approximating deformations, strains and interactions. In most of the cases numerical modeling is sufficient for drawing long-term conclusions on earth structure behavior, but there are special situations which requires physical modeling in order to verify the results of virtual modeling. A cavern forming in a road embankment represents such a situation. Combining the scale model deformations with the ones from the modeling program shows how suited the applied mathematical model was, while results from the numerical calculation display the behavior of the granular structure, which is impossible to measure on the scale model. ABSTRACT A számítógépes programok használatával leegyszerűsödött a földművek tervezése. Ezek a programok, amelyek matematikai egyenletek és peremfeltételek segítségével működnek, képesek meghatározni a földmű alakváltozását, a feszültségeket és a függőleges elmozdulást. A legtöbb esetben hosszú távú következtetéseket vonhatunk le a virtuális modellek tanulmányozásából, de különleges esetekben elengedhetetlen a programok által szolgáltatott eredmények ellenőrzése valós modelleken, melyek a lehető legvalósághűbben tükrözik az esettanulmányt. A következő tanulmány is ilyen különleges esetet mutat be: egy olyan georácsokkal erősített földművet tanulmányozunk, melynek szerkezetében rés keletkezett. A valós és virtuális modellek értékeken alapuló összehasonlítása megmutatja a választott matematikai modell helyénvalóságát, talajszerkezetben található részecskék viselkedését, melyeket a valós modellen lehetetlen megvizsgálni. Kulcsszavak: kéttengelyű georácsok, függőleges nyomófeszültség, törési kritérium, végeselemes módszer 1. BEVEZETÉS Az alépítmény teherbírásának javítása (a terhelés növelése érdekében), a fenntartási munkák, vagy a felszíni/felszín alatti vizek kedvezőtlen hatásának következményei lehetnek a földmű szerkezetében keletkező rések. Ezen probléma megoldására használhatunk új anyagokat, melyek hatékonyan növelik a földmű teherbírását. A földmű méretezése és a rézsű állékonyságának vizsgálata a talaj nyírószilárdságának függvényében történik. Ebben a tanulmányban egy kétrétegű alépítményt vizsgáltunk, amelyben az alsó réteg 40 cm vastagságú agyagos talaj, a felső réteg pedig 40 cm vastagságú zúzott kő (0-63 mm szemcseátmérővel). A két réteg közé kéttengelyű georácsot helyeztünk. A georácsok az ún. behatárolási effektus, a feltöltő anyag és a rácsnyílások közötti alakkal zárás behatároló hatása folytán korlátozzák a földműben az alakvátozást. A nyitott rácsszerkezet miatt alakkal záró kapcsolat jön létre a durvaszemcséjű töltőanyaggal, illetve a nyitott rács jól együttműködik a talajjal. Az alakkal záró kapcsolat növeli a nyírási ellenállást a sima vagy strukturált felületű szalagokhoz képest. Műszaki Szemle 66 41

1. ábra A tanulmányozott alépítmény A fenti alépítményt a GFAS szoftver segítségével tanulmányoztuk, mely végeselemes módszeren (VEM) alapszik. Az agyagos talajt tekintve a Von Mises törési kritériummal lehet jellemezni, míg a zúzott kő esetében a Mohr-Coulomb kritérium használható. Mivel mindkét talajtípus nedves állapotban volt a valós modellen végzett kísérletek alkalmával, ezért a VEM módszeren alapuló programban a Von Mises törési kritériumot használtuk mindkét esetben. 2. A VIRTUÁLIS MODELL A GFAS programban meghatározzuk a tanulmányozott alépítmény geotechnikai tulajdonságait, a körvonala által meghatározott pontok koordinátáit, a két talajréteg fizikai tulajdonságait. Ezek után a végeselemes háló definiálása következik. A két réteg háromszög alakú kicsi elemekre lesz felbontva, melyeknek a csúcsait csomópontoknak nevezünk. Az elemek a csomópontokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. A következő tulajdonságokat határoztuk meg: 1. réteg Agyagos talaj rugalmassági modulusz E= 4200 kn/m 2 térfogatsúly γ= 18kN/m 3 kohézió c d =79,92kN/m 2 drénezetlen nyírószilárdság c u = 45,81 kn/m 2 belső súrlódási szög φ d =9,01 drénezetlen belső súrlódási szög φ u =20,49 2. réteg Zúzott kő rugalmassági modulusz E= 130000 kn/m 2 térfogatsúly γ= 20 kn/m 3 kohézió c= 0 kn/m 2 belső súrlódási szög φ=35 Kéttengelyű georácsok 40 mm-es hálószerkezettel rugalmassági modulusz E= 185000 kn/m 2 sűrűség γ= 1 kn/m 3 szakítószilárdság T=30 kn/m A következő táblázat alapján alakítottuk át a valós modellre ható erőket a virtuális modellre: 42 Műszaki Szemle 66

Végeselemes módszer Ekvivalens koncentrált erő [kn] Kiválasztott csomópontok száma Koncentrált erő értéke a csomópontokban [kn] Kéttengelyű georács 49,71 7 7,00 1. táblázat. Virtuális modellre ható erők A kéttengelyű georácsos modellt vizsgálva, a VEM módszerest elemzés követően a teljes elmozdulás 5,17 cm, és az iterációs érték F=0,9. Ha ezt az értéket megszorozzuk a csomópontokra bevitt erő értékével (7 kn) és a csomópontok számával (7), akkor 44 kn kapunk. Ez az ekvivalens koncentrált erő megfelel annak a 650 kpa terhelési fokozatnak, amelyet a valós modell vizsgálata eredményezett. Iterációs érték F Iteráciős erő értéke [kn] Elvégzett iterációk száma 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,7 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 2 4 39 73 93 153 239 367 500 Maximális elmozdulása [cm] 0,02 0,045 0,09 0,221 0,397 0,689 1,299 2,562 5,17 2. táblázat. Az elmozdulások értéke az iterációs értékek függvényében A legnagyobb σy érték a rés feletti pontban található: 1550 kpa. A többi pontban a nyomás 88 kpa-110 kpa között váltakozik. Megfigyelhetjük, hogy a nyílás feletti pontokban a függőleges nyomófeszültségi értékek alacsonyak a georácsnak köszönhetően. 2. ábra A virtuális modell alakváltozása Műszaki Szemle 66 43

3. ábra Az elmozdulás az iterációs érték függvényében 4. ábra σy értéke a végeselem modellezés után 44 Műszaki Szemle 66

3. A VALÓS MODELL A virtuális modellezés eredményei nagyrészt megvalósultak az 1:1-es méretarányban elvégzett kísérletezés során. A geoszintetikus hálót nélkülöző számítógépes modell 34 kn-nak megfelelő összetett erő hatására veszíti el egyensúlyát. Ez az érték az 500 kpa terhelési fokozatnak felel meg, a valóságban ez a szerkezet 550 kpa alatt szakadt be. A VEM módszerrel elért felületi deformáció (3.10 cm) nagyon közeli volt a valóságban mért értékhez képest (500 kpa terhelés alatt 2,76 cm-t mértünk), az eltérés a valós és virtuális modell között ez esetben 12%. 5. ábra A valós modell terhelése Kísérletünk következő részében kéttengelyű georácsot használtunk fel az útszerkezet stabilizálására. A végeselemes módszerrel a modell a 650 kpa-nak megfelelő terhelési fokozaton vesztette el egyensúlyát, a valóságban ez 700 kpa-on következett be. Az előző modellhez képest a szerkezet nagyobb ellenállást fejtett ki, az utolsó mért felületi deformáció pedig szinte azonos volt a két eljárásban: a számítógépes modellen 5,17 cm, a laboratóriumi modellen pedig 5,20 cm, ami 1%-os eltérésnek felel meg. 6. ábra Behatárolási effektus Műszaki Szemle 66 45

4. KÖVETKEZTETÉS Az 1%-os eltérés a kéttengelyű georácsos modell esetében azt mutatja, hogy virtuális modellezéssel nagyon közel lehet kerülni a valóságban elért kísérletezési eredményekhez. Nagyobb különbségek a terhelési fokozatban utolsóként elért nyomásban jelentkeznek. Az eltolódások konstans 50 kpa-t mutatnak, ez pedig annak a következménye, hogy a valóságban a szerkezet tartalékokkal rendelkezik, ami a földrészecskék sorozatos újrarendeződéséből származik, ezt viszont a végeselemes modellezés eljárásával lehetetlen számításba venni. 7. ábra Valós és virtuális modell összehasonlítása BIBLIOGRAFIE [1.] G. Köllő, Tartószerkezetek és reabilitáció, Editura Incitato, Cluj Napoca, 2004 [2.] Chiorean C.G. Geostru software, GFAS Finite Element Systems for Geotechnical aplications, Theoretical and User Manual 2010 www.geostru.com, 2010 [3.] A comparative study of the failure mode of conventional road structures and of road structures reinforced with polypropylene rectangular mesh geogrids, Lecturer Dorin-Vasile Moldovan, Phd. Candidate Andor-Csongor Nagy, Assist. Lavinia-Elena Muntean, Lecturer Vasile-Stelian Farcas, Assist. Radu-Vasile Cot, 2014 [4.] A. Stanciu, I. Lungu, Fundații, Editura Tehnica, București, 2006 46 Műszaki Szemle 66