StagesCalcTypeDeformationStressStrain.svg

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>

Опция «Перераспределение жёсткости»

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:

  1. Изменить модуль в наборе материалов для соответствующего кластера или заменить свойства материала для кластера на другой, с изменённой жесткостью;
  2. Активировать опцию «Перераспределение жёсткости» для соответствующего кластера.

Кластеру назначен свой материал и активирована флаговая кнопка «Перераспределение жёсткости»

Кластеру назначен свой материал и активирована флаговая кнопка «Перераспределение жёсткости»

Пример применения опции «Перераспределение жёсткости» для учёта просадочности грунтов

Здание на трёхслойном основании

Здание на трёхслойном основании

Здание построено на просадочном грунте (2). Свойства просадочного грунта изменяются только в параметрах жёсткости: