WIA SOOM Simulators

Барилга — гүн ухалтын мониторинг Бодит загвар

Та таван түвшний тулгуураар бэхэлсэн 15 m ухалтын талбайн инженер, хананаас 6 m-ийн ард барилга байна. Симуляцийн өдөр бүр загвар таны хурдаар ухаж, тулгуурын баг дараагийн түвшнийг суулгахыг зөвшөөрч, хананы хэдийг тулгуургүй байгаагаас хамаарч хананыг нугалж, хөдөлгөөнийг барилгын доорх суултын нүхэнд тарааж, таны шахсан газар гүний усыг бууруулна. Та талбайн харж буйг харна: хэмжилтийн алдаатай инклинометр, суултын заалт. Зөвхөн боловсролын симуляци — тоонууд нь жишээ бөгөөд инженерийн зураг төслийн зөвлөгөө биш.

Та юу сурах вэ

Симулятор

Цаг 0 өдөр
Ухалтын гүн 0.0 m · Суулгасан тулгуурын түвшин 0/5 · Тулгуургүй өндөр 0.0 m · Барилгын суулт (заалт) 0.0 mm · Хананы хазайлт (инклинометр) 0.0 mm · Барилгын өнцгийн гажилт 0.00 ‰ · Ёроол дээш гарахаас хамгаалах аюулгүйн коэффициент 1.97✓ 0.0 mmХана (инклинометр)✓ β 0.00 ‰✓ 0.0 mmХөрш барилгаДаралттай уст давхаргаЁроол дээш гарахаас хамгаалах аюулгүйн коэффициент✓ 1.97Ухалтын гүн 0.0 m · 0/5✓ Барилгын суулт (загвар) 0.0 mmНягтралын суулт 0.0 mm⇣ Усыг шавхах шахалт 0 · ⇡ Нөхөн сэлбэх худаг 0 m³/hБарилгын доорх усны түвшний бууралт 0.0 m
  • Тулгуур суулгасан
  • Тулгуур суулгаж байна
  • Хэт ухсан ёроол
  • Сэрэмжлүүлгийн түвшнээс доор
  • Сэрэмжлүүлгийн түвшинд хүрсэн
  • Арга хэмжээний түвшинд хүрсэн
  • Хөрсөн берм
  • Уст давхаргын даралтын өндөр

Удирдлага

Өдөрт авах гүн метрээр. 0 бол экскаваторууд зогсоно.

Дараагийн тулгуур суулгах хүртэл ухалтыг тэр тулгуурын түвшнээс 0.5 m доор зогсоо.

Шинэ тулгуур бүрт түгжигдэх домкратын хүч, зураг төслийн ачааллын хувиар. Одооноос суулгах тулгуурт үйлчилнэ.

Хананы хөлд хөрсийг үлдээх эсвэл тавих: энэ нь онгорхой ёроолыг тулна (−2 m тулгуургүй өндөр), гэхдээ тэнд байх үед ухах боломжгүй.

Нүхний доторх худгуудаас шахах. Ёроолын доорх — мөн түүний эргэн тойронд — уст давхаргын даралтыг бууруулна.

Барилгын доорх гүний усыг өндөрт барихын тулд барилгын ойролцоо шахдаг ус. Энэ нь шавхсан усыг дахин ашиглаж буй хэрэг бөгөөд шахах худгууд бөглөрдөг тул шавхсан урсгалын хамгийн ихдээ 55 %-ийг буцааж оруулж болно. Энэ нь мөн ус шавхалтын эсрэг түлхэнэ.

Үзүүлэлт

Барилгын суулт (заалт)
0.0mm
хэвийн
Хананы хазайлт (инклинометр)
0.0mm
хэвийн
Барилгын өнцгийн гажилт
0.00‰
хэвийн
Ёроол дээш гарахаас хамгаалах аюулгүйн коэффициент
1.97
хэвийн
Барилгын суулт (загвар)0.0 mm
Хананы хазайлт (загвар)0.0 mm
Өдрийн суултын өөрчлөлт0.0 mm/d
Ухалтын гүн0.0 m
Тулгуургүй өндөр0.0 m
Хамгийн доод тулгуурын ачаалал0 %
Суулгасан тулгуурын түвшин0
Нүхний доорх усны түвшний бууралт0.0 m
Барилгын доорх усны түвшний бууралт0.0 m
Нягтралын суулт0.0 mm
Хэт ухсан өдрүүд0 d
Одоог хүртэл шавхсан ус0 10³ m³
Бодитоор шахсан нөхөн сэлбэлт0 m³/h

Хандлага

Барилгын суулт (заалт): — mm60.0-5.0

Хямралын хувилбарууд

Түвшин 1 · Тулгуурын хурдаар ух

Экскаваторууд өдөрт 0.8 m ухаж чадах бөгөөд хөтөлбөр тэр хурдыг хүсч байна. Тулгуурын баг түвшин бүрт хоёр өдөр шаардах бөгөөд ухалт түүнээс 0.5 m доор орсны дараа л эхэлж чадна, тиймээс бүрэн хурдтай үед ёроол тулгуураас түрүүлж гүйнэ. Хананы ард буй барилгын эзэн 12 mm суултын хязгаарыг зөвшөөрсөн. 40 хоногийн дотор 15 m-ийн төгсгөлийн түвшинд хүр, барилгыг 12 mm-ээс доош, хананы хазайлтыг 15 mm-ээс доош байлга.

  • Барилгын суулт хэзээ ч 12 mm-ээс дээш гарахгүй
  • Төгсгөлд хананы хазайлт ≤ 15 mm
  • 15 m гүнд хүр

Түвшин 2 · Хөршийн доорх ус шавхалт

22 m гүнд даралттай элсэн уст давхарга оршино. Ойролцоогоор 9 m-ээс доош ёроолын доор үлдсэн хөрс түүний усны даралтыг дарж барьж чадахаа болино, тиймээс ухалт гүнзгийрэх тусам уст давхаргыг шавхах ёстой — ёроол дээш гарахаас хамгаалах аюулгүйн коэффициент бүх хугацаанд дор хаяж 1.2. 8 дахь өдөр ус шавхах баг худгуудыг 450 m³/h хүртэл нээнэ. Хөрш барилгын доор уст давхаргын дээр шаварлаг давхарга бий. Ус гаргах зөвшөөрөл нийт ажилд 280 мянган m³ зөвшөөрнө. 45 хоногт 15 m-т хүрч, төгсгөлд барилгын суултыг 30 mm-ийн дотор байлга.

  • Ёроол дээш гарахаас хамгаалах аюулгүйн коэффициент хэзээ ч 1.2-оос доош болохгүй
  • Төгсгөлд барилгын суулт ≤ 25 mm
  • Нийт шавхсан ≤ 280 мянган m³ (ус гаргах зөвшөөрөл)
  • 15 m гүнд хүр

Түвшин 3 · Ган хоцорлоо

Гүйцэтгэгч зогсоох цэггүйгээр өдөрт 0.7 m тасралтгүй ухаж байгаа бөгөөд тулгуурын баг одоог хүртэл хоцроогүй. 15 дахь өдөр, ухалтын нүүр аль хэдийн дөрөв дэх тулгуурын түвшинд байхад тэр түвшний ган долоо хоног саатна. 1–3 тулгуур суусан. Хамгийн доод тулгуурыг зураг төслийн ачааллын дотор, хананы хазайлтыг 30 mm-ээс доош байлгаж, мөн 30 дахь өдөр гэхэд 15 m-т хүр.

  • Хамгийн доод тулгуурын ачаалал хэзээ ч зураг төслийн 100 %-иас дээш гарахгүй
  • Төгсгөлд хананы хазайлт ≤ 30 mm
  • 15 m гүнд хүр

Үндэслэл — тоонуудын цаадах загвар

Симуляторын ашигладаг холбоос бүрийг эх сурвалжтай нь үзүүллээ. Таамаглал гэж тэмдэглэсэн тогтмолууд нь жишээ тохируулга юм.

Клоу ба О'Рурк-ийн тогтолцооны хөшүүн чанар: хананы нугалах хөшүүн чанарыг тулгуургүй зайны дөрөв дэх зэрэгт хуваасан.
S = EI / (γw · h⁴), h = depth − lowest strut level (unsupported height)[3][5]
Ухсан метр бүр хазайлтыг нэмэх бөгөөд тогтолцооны хөшүүн чанар буурах тусам түүний хурд өснө; урьдчилсан ачаалал түүнийг бууруулна, зогсоох цэгээс гүн онгорхой ёроол аажмаар хөдөлсөөр байна.
Δδh = ΔH · ρ(S) · (1 − 0.8·preload); ρ(%) = clip(2.3 − 0.7·log10 S, 0.12, 1.6); creep 2.5 mm/d per m of h above 3.5 m (berm −2 m)[3][5][10]Заахад зориулсан жишээ хэмжээ, ямар ч бодит талбайн утга биш.
Хананы ард газрын суулт: хананы хазайлтын ойролцоогоор 0.75 ×, 0.75 H хүртэл хавтгай, 2 H-д тэг болтлоо сарнина (зөөлөн-дунд зэргийн шаврын дугтуй).
δv,max = 0.75·δh,max; δv(d) = δv,max for d ≤ 0.75H, × (2 − d/H)/1.25 to 0 at d = 2H[3][4]
Ёроолын доор үлдсэн хөрс уст давхаргаас дээш түлхэх даралттай усны жингээс илүү хүнд байх ёстой.
FS = γt·(z_aq − H) / (γw·(z_aq − z_wt − s_in)); required ≥ 1.2[10]
Тимийн тогтвортой урсгал: усны түвшний бууралт худгаас зайны логарифмоор буурна; нөхөн сэлбэх худаг эсрэг нөлөө нэмнэ.
s(r) = Q/(2πT)·ln(R/r) − Q_r/(2πT)·ln(R/r_r) (steady radial flow, superposition; heads lag the steady state with τ = 1.5 d); Q_r ≤ 0.55·Q[9]Заахад зориулсан жишээ хэмжээ, ямар ч бодит талбайн утга биш.
Терцагигийн 1-D нягтрал: буурсан усны даралт өдрүүдийн дотор шаварт тархаж, үр дүнтэй хүчдэл өсөхөд шавар шахагдана.
∂u/∂t = c_v ∂²u/∂z²; Δσ' = −Δu; settlement = Σ m_v·Δσ'·Δz (unloading: 0.1·m_v)[8]
Өнцгийн гажилт: барилгын даяарх суултын зөрүүг урт нь хуваасан, Бьеррумын хязгаартай харьцуулсан.
β = (s_near − s_far) / L; 1/500 = 2 ‰ (limit where cracking is not acceptable), 1/300 = 3.3 ‰ (first cracking)[6][7]
Хамгийн доод тулгуур дахь Пекийн илэрхий хөрсний даралт түүний харьяа өндөр дээр; онгорхой ёроол гүн болох тусам тэр илүү ачаа үүрнэ.
P = 0.3·γ·H · (half span above + h) · 5 m ≥ preload; shown as % of design load 2400 kN[2]Заахад зориулсан жишээ хэмжээ, ямар ч бодит талбайн утга биш.
Багажийн заалт хэмжилтийн алдаатай — ганц утгыг биш, хандлагыг унш.
reading = true value + N(0, σ); σ = 0.5 mm (settlement points), 1.0 mm (inclinometer)[1]Заахад зориулсан жишээ хэмжээ, ямар ч бодит талбайн утга биш.
Загварын ашигладаг тогтмолууд
final depth 15 m · struts at 1, 4, 7, 10, 13 m, 5 m apart along the wall, crew starts 0.5 m below a level and needs 2 days · over-excavation allowance 4 m unsupported · wall 0.8 m concrete (EI = 1.28 GN·m²/m per m) · γ = 19 kN/m³ · building 12 m long, near edge 6 m behind the wall · water table 1 m · aquifer T = 300 m²/d, R = 400 m, excavation radius 12 m, recharge line 4 m behind the wall (effective radius 3 m) · clay 5 m above the aquifer, m_v = 0.2 /MPa, c_v = 0.15 m²/d · ground factors lognormal (σ 0.10 wall, 0.15 m_v, 0.20 c_v) · base unworkable below FS 1.05 · recharge capped at 55 % of the water pumped (supply from the discharge, well clogging)Заахад зориулсан жишээ хэмжээ, ямар ч бодит талбайн утга биш.

Санамсаргүй байдал: seed-тэй mulberry32 генератор; ашигласан тархалтууд — жигд, экспоненциал (урвуу CDF), хэвийн (Box–Muller), Пуассон (Knuth). Seed харагдах бөгөөд хуваалцаж болно.

Эх сурвалж

  1. R. B. Peck — Advantages and limitations of the observational method in applied soil mechanics (Ninth Rankine Lecture) — Géotechnique 19(2), 171–187, 1969
  2. R. B. Peck — Deep excavations and tunneling in soft ground (apparent earth-pressure diagrams for braced cuts) — Proc. 7th ICSMFE, Mexico City, State-of-the-Art Volume, 225–290, 1969
  3. G. W. Clough, T. D. O'Rourke — Construction induced movements of in-situ walls (system stiffness EI/(γw·h⁴), settlement envelopes) — ASCE Geotechnical Special Publication 25, Design and Performance of Earth Retaining Structures, 439–470, 1990
  4. A. I. Mana, G. W. Clough — Prediction of movements for braced cuts in clay — Journal of the Geotechnical Engineering Division 107(GT6), ASCE, 1981
  5. A. Gens — Deep excavations: empirical methods for movements; procedures to reduce movements (early bracing, preloading, avoiding over-excavation) — NZ Geotechnical Society lecture notes, 2010
  6. L. Bjerrum — Allowable settlement of structures (angular distortion 1/500, 1/300, 1/150); summarised in NGI report "Skadegrenser" — Proc. European Conf. SMFE Wiesbaden, Vol. II, 135; NGI, 1963
  7. M. D. Boscardin, E. J. Cording — Building response to excavation-induced settlement — Journal of Geotechnical Engineering 115(1), 1–21, 1989
  8. Evolution of primary consolidation settlement with time — Terzaghi 1-D consolidation, Tv = c_v·t/H_dr², U–Tv relation (Fundamentals of Foundation Engineering, §4.8) — University of Newcastle (open textbook)
  9. Steady-state pumping: the Thiem equation s = Q/(2πT)·ln(R/r); superposition of wells — University at Buffalo, Aquifer hydraulics notes
  10. C.-Y. Ou — Deep Excavation: Theory and Practice (upheaval / uplift check against a confined aquifer, dewatering, strut preload) — Taylor & Francis, 2006

Үүнийг мэргэжлээр хэн хийдэг

Боловсролын загвар — үйл ажиллагааны шийдвэрт зориулаагүй. Бодит байгууламжууд тогтмол бүрийг өөрийн тоног төхөөрөмж, өгөгдөлд тохируулдаг.