The results of analyses of deep excavation walls using two different methods of calculation

Deep excavation walls can be analyzed and calculated by using classical methods (currently rarely in use due to their many simplifications) or numerical methods. Among the numerical methods we can distinguish a simplified approach, in which the interaction between soil and a wall structure is modelled by a system of elasto-plastic supports, and the finite-element method (FEM) in which the soil is modelled with mesh of elements. It is a common view that if we want to analyze only wall constructions, the first, simplified method of calculation is sufficient. The second method, FEM, is required if we want to further analyze the stress and strain states in the soil and the influence of the excavation on the surrounding area. However, as it is demonstrated in the paper, important differences may appear in the calculation results of both methods. Thus, the safety design of a deep excavation structure depends very much on the choice of calculating method.

Obudowy głębokich wykopów można analizować i obliczać przy użyciu metod standardowych (analitycznych - obecnie nie stosowanych ze względu na znaczne uproszczenia) lub numerycznych. Wśród metod numerycznych możemy wyróżnić rozwiązanie uproszczone, w którym współpraca pomiędzy gruntem i ścianą obudowy wyrażona jest za pomocą systemu podpór sprężysto-plastycznych oraz metodę elementów skończonych (MES), w której grunt modelowany jest za pomocą siatki elementów. Powszechnie uważa się, że do analizy samej konstrukcji obudowy wystarczająca jest metoda pierwsza, uproszczona. Druga metoda, MES, jest wymagana wówczas gdy dodatkowo chcemy przeanalizować stany naprężenia i odkształcenia w ośrodku gruntowym oraz określić oddziaływanie wykopu na otoczenie. Jednak jak pokazano w artykule, w wynikach obliczeń z obu metod mogą pojawić się znaczne rozbieżności. Bezpieczeństwo projektowania konstrukcji obudów głębokich wykopów w dużym stopniu zależy więc od wyboru metody obliczeniowej.