Vrozená anizotropie tuhosti jílu a její využití v numerické zpětné analýze deformací v nevystrojené kaverně při stanovení K0 v brněnském téglu

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F16%3A10316153" target="_blank" >RIV/00216208:11310/16:10316153 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Vrozená anizotropie tuhosti jílu a její využití v numerické zpětné analýze deformací v nevystrojené kaverně při stanovení K0 v brněnském téglu

Popis výsledku v původním jazyce

Stanovení parametrů vrozené anizotropní tuhosti v oboru velmi malých přetvoření vyžaduje provedení zkoušek s použitím snímačů malých deformací umístěných na vzorku v kombinaci s piezoelektrickými prvky vysílajícími a snímajícími seismické smykové vlny. Implementace anizotropie pro účely hypoplastického modelu byla podmíněna tenzorovou formulací daného problému s ohledem na zvolený typ této anizotropie. Modifikace hypoplastického modelu byla využita v analýze součinitele bočního tlaku v klidu překonsolidované zeminy v rámci numerického 3D modelu reálného geotechnického problému s uplatněným geotechnickým monitoringem. V této práci je pravděpodobný interval hodnot K0 brněnského jílu ("téglu") tuhé až pevné konzistence (zdánlivá vertikální překonsolidační napětí 1800 kPa, tj. OCR 7) odhadnut na základě zpětné analýzy z konvergenčních měření v nevystrojené kruhové rozrážce a střední a mezní hodnoty tohoto rozmezí byly následně ověřeny prostřednictvím numerické analýzy úseku plného profilu tunelu. Výsledky simulace jsou ovlivněny především vrozenou anizotropií tuhosti zemin, která byla stanovena v rámci experimentálního programu. Poměr maximálních smykových modulů αG činí 1,45, poměr vodorovného a svislého maximálního Youngova modulu αE je 1,67 a hodnota Poissonova čísla νtp se pohybuje v těsné blízkosti 0. Zemina byla modelována jako hypoplastický materiál. Pro překonsolidovaný tégl činí odhad založený na OCR K0 = 1,3, zatímco Jákyho vztah udává K0 = 0,63 pro stav normální konsolidace. Hodnota stanovená zpětnou analýzou K0 činí 0,75. Modelové predikce konvergencí jsou v dobré shodě s výsledky monitorování, což zvyšuje důvěryhodnost zvolené koncepce modelování. Rovnice založené na OCR pro výpočet K0 musí být používány s opatrností, protože K0 mnoha jílových masivů může být ve skutečnosti nižší.

Název v anglickém jazyce

Inherent stiffness anisotropy of clay and its usage in the numerical back-analysis of displacements in the unsupported cavern during the process of K0 estimation in Brno "tegel"

Popis výsledku anglicky

Determination of a complete set of material parameters of inherent anisotropic stiffness in the very-small strain range requires realization of the laboratory tests using small sensors (Local Displacement Transducers - LDT) placed on the sample, in combination with piezo-elements sending and receiving the seismic longitudinal or shear waves. For the purposes of implementation of anisotropy into hypoplastic model, the tensorial formulation had to be developed. The modification of the hypoplastic model was subsequently used in the analysis of the coefficient of lateral earth pressure at rest of overconsolidated clayey soil. In this work, K0 of Brno Tegel, which is a clay of stiff to hard consistency (apparent vertical preconsolidation pressure of 1800 kPa, apparent OCR of 7), was estimated based on the back-analysis of convergence measurements of an unsupported cylindrical cavity. The values were subsequently verified by analysing a supported exploratory adit and a two-lane road tunnel. As the simulation results are primarily influenced by soil anisotropy, it was quantified in an experimental programme. The ratio of maximal shear moduli αG was 1.45, the ratio of horizontal and vertical maximal Young moduli αE was 1.67 and the value of Poisson ratio νtp was close to 0. The soil was described using a hypoplastic model considering small-strain stiffness anisotropy. For the given soil, the apparent OCR-based estimation yielded K0 = 1.3, while the Jáky formula estimated K0 = 0.63 for the state of normal consolidation. The back-analysed value of K0 was 0.75. The predicted tunnel displacements agreed well with the monitoring data, giving additional confidence into the selected modelling approach. It was concluded that OCR-based equations should be used very carefully for K0 estimation since K0 of many clays may actually be lower than often assumed.

Druh

J_x - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

CEP obor

JM - Inženýrské stavitelství

OECD FORD obor

—

Projekt

Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2016

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Geotechnika

ISSN

1211-913X

e-ISSN

—

Svazek periodika

18

Číslo periodika v rámci svazku

3/2015

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

10

Strana od-do

3-12

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

—