- Tytuł:
-
Contact interaction between corrugated steel shell and the soil backfill determined based on the measurements of shell deformations
Oddziaływanie kontaktowe między powłoką ze stali falistej a zasypką gruntową określone na podstawie pomiarów odkształceń powłoki - Autorzy:
-
Machelski, Czesław
Korusiewicz, Leszek - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1853637.pdf
- Data publikacji:
- 2021
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
konstrukcja gruntowo-powłokowa
napór gruntu
deformacja powłoki
oddziaływanie kontaktowe
blacha falista
zasypka gruntowa
soil-shell structure
earth pressure
shell deformation
contact interaction
corrugated steel plate
soil backfill - Opis:
-
Unlike in conventional bridges, the backfill and the roadway pavement have a major bearing on the load capacity of buried corrugated metal structures. In the soil-steel structure model one can distinguish two structural subsystems: the shell made of corrugated steel plates and the soil backfill with the road pavement. The interaction between them is modelled as a contact (interfacial) interaction, i.e. forces normal and tangent to the surface of the shell. The normal interactions are variable during both construction and service life. Two algorithms are presented. In the first algorithm on the basis of unit strains the internal forces in the shell are determined and consequently the contact interactions are calculated. A large number of measuring points distributed on the circumferential section of the shell is needed for the calculations. In the second algorithm the collocation condition, according to which the result obtained from the shell geometry model must agree with the measured displacement of the structure’s collocation point, is used. When there are more such points, the estimated result is more precise. The advantage of both algorithms is that they take into account the physical characteristics of the soil in the backfill layers, but above all the backfill laying and compacting technology. The results of such analyses can be the basis for comparing the effectiveness of conventional geotechnical models.
Charakterystyczną cechą konstrukcji gruntowo-powłokowych, w odróżnieniu od klasycznych mostów, jest duży wpływ zasypki gruntowej i nawierzchni jezdni jako elementów nośnych obiektu. W modelu obiektu gruntowo-powłokowego wyróżnia się dwa podukłady konstrukcyjne: powłokę z blachy falistej oraz zasypkę gruntową z nawierzchnią. Współdziałanie pomiędzy nimi modeluje się jako oddziaływanie kontaktowe, czyli siły o kierunku normalnym i stycznym do powierzchni powłoki. Oddziaływania te są zmienne w czasie budowy jak również podczas eksploatacji. W pracy podano dwa algorytmy wyznaczania sił kontaktowych. W pierwszym na podstawie odkształceń jednostkowych określa się siły wewnętrzne w powłoce a stąd oddziaływania kontaktowe. Do obliczeń niezbędna jest duża liczba punktów pomiarowych rozmieszczonych na paśmie obwodowym powłoki. W drugim algorytmie wykorzystuje się warunek kolokacji polegający na tym, że wynik obliczeń uzyskany z modelu geometrii powłoki ma być zgodny w rezultatem pomiaru przemieszczenia punktu kolokacyjnego obiektu. Gdy takich punktów jest więcej oszacowanie wyniku jest dokładniejsze. Zaletą obydwu algorytmów jest uwzględnienie cech fizycznych gruntu w warstwach zasypki a przede wszystkim technologii jej układania i zagęszczania. Wyniki tych analiz mogą być podstawą do porównań skuteczności klasycznych modeli geotechnicznych. Chociaż zależność między siłami kontaktowymi a deformacją powłoki jest znana, to procedury określenia oddziaływań kontaktowych na podstawie doświadczalnie wyznaczonych odkształceń czy też przemieszczeń powłoki nie są ściśle opisane. Celem pracy było przedstawienie takich procedur na przykładzie dwóch różnych obiektów gruntowo-powłokowych. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2021, 67, 1; 57-79
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł