Тип расчёта «НДС» (напряжённо-деформированное состояние) — это основной режим расчёта. Он позволяет определять напряжения и деформации в расчётной схеме в зависимости от произведённых пользователем изменений. Это может быть активация или деактивация объектов, интерфейсов, нагрузок, смещений или изменение уровня грунтовых вод и другие действия.
В механике грунтов напряжения приводят к деформациям, а деформации (относительные деформации) позволяют вычислять перемещения, то есть осадку, а сдвиговые деформации определяют горизонтальное отклонение ограждений.
Напряжения | Деформации | Перемещения |
---|---|---|
$σ$, $τ$, $p$, $q$ | $ε$, $ε_v$, $γ_s$ | $ |
Если на стадии нет изменений, стадия считается «пустой», и может быть использована для приведения системы в равновесие, например, после нулевой стадии с вариантом расчёта по заданному $K_0$ при негоризонтальном залегании слоёв: Расчёт «Напряжения по K0» и Расчёт «Деформации и напряжения».
Количество стадий НДС ограничивается степенью детализации моделируемого процесса. Для высоких сооружений — насыпей, дамб и пр. — обычно рекомендуется делать постадийное возведение, что способствует правильному формированию напряжённого состояния. В этом случае строительство моделируется в виде нескольких последовательных стадий расчёта.
Для моделирования других вариантов развития событий, прогнозных расчётов тех или иных воздействий могут быть созданы дополнительные параллельные ветки расчётов: Блок «Дерево стадий».
В зависимости от цели расчёта может быть использована опция «Сбросить перемещения» (Параметры стадии: Основные). В этом случае накопленные перемещения будут обнулены, но напряжения останутся. Этот приём полезен, например, при разделении расчёта строительной и эксплуатационной осадки.
<aside> <img src="/icons/report_blue.svg" alt="/icons/report_blue.svg" width="40px" /> В текущей версии SiO 2D расчёты ведутся только в дренированном режиме без расчёта избыточного порового давления и без учёта нагружения во времени (консолидация).
</aside>
Если необходимо учесть изменение жёсткости (модуль деформации) грунтов без изменений напряжений и без внешних воздействий, требуется выполнить замену набора свойств материалов кластера на другой с пониженной жёсткостью и активировать опцию «Перераспределение жёсткости» в блоке «Параметры объекта» (Параметры объекта: Основные). Такие действия на практике встречаются при моделировании проходки тоннелей.
<aside> <img src="/icons/arrow-right_blue.svg" alt="/icons/arrow-right_blue.svg" width="40px" />
По умолчанию опция «Перераспределение жёсткости» деактивирована для всех доступных элементов: кластеров, интерфейсов, плит, анкеров, распорок и элементов геосинтетики.
</aside>
«Перераспределение жёсткости» — это возможность перераспределения напряжений при изменении жёсткости элемента. Изменение жёсткости может быть за счёт изменения параметров материала или свойства. Если жёсткость элементов отличается от жёсткости на предыдущей стадии, то в схеме возникают дополнительные перемещения. Таким образом, можно моделировать просадочность грунтов, разупрочнение в результате оттаивания, деградацию жесткостных характеристик и другие процессы.
С помощью этой опции также можно выполнять расчёты просадки грунтов. Обычный расчёт без активации опции при изменении только жёсткости (модуля деформации) элемента и без каких-либо других изменений в расчётной схеме покажет нулевые перемещения, даже при подстановке очень низкого модуля. Следует отметить, что если часть кластеров находилась в предельном состоянии (SiO 2D Viewer: Напряжения → «Точки состояния» красного цвета), то могут быть незначительные перемещения, но они не будут соответствовать ожидаемым, потому что связаны только с пластическими деформациями.
Для выполнения расчёта деформаций при понижении только жёсткости необходимо выполнить два условия:
Кластеру назначен свой материал и активирована флаговая кнопка «Перераспределение жёсткости»
Пример применения опции «Перераспределение жёсткости» для учёта просадочности грунтов
Здание на трёхслойном основании
Здание построено на просадочном грунте (2). Свойства просадочного грунта изменяются только в параметрах жёсткости: