| Изтеглете статията в PDF формат - 1 MB
Проектирането на инженерни съоръжения във всяка област на съвременното строителство не е пълно без проблема с взаимодействието на конструкциите с почвата на етапите на строителство, включително подреждането на ямата и експлоатацията. Съществена роля при решаването на този сложен проблем играе способността за адекватно отчитане на вида и последователността на технологичните операции, които водят до промяна на образуваното напрегнато-деформирано състояние на геосистемата и физико-механичните свойства на почвите. Простите техники, използвани в нормативните документи, не позволяват решаването на толкова сложни проблеми и единственият начин за решаването им е използването на подходящи съвременни компютърни програми. В същото време трябва ясно да се разбере, че никоя, дори и най-универсалната програма, няма да издаде готово дизайнерско решение, а самият потребител носи пълна отговорност за резултатите от изчисленията и препоръките. Следователно съвременният инженер-конструктор трябва не само да има уменията да работи с програмата, но и да познава основите на теорията на математическото моделиране и съвременната нелинейна механика на почвата за правилния избор на адекватни модели и режими на изчисление.
Един от най-популярните днес е софтуерният пакет PLAXIS, предназначен за извършване на сложни геотехнически изчисления на развитието на състоянието на напрежение и деформация.системи "почвена основа - конструкция" в процеса на строителство, експлоатация и реконструкция, като се вземат предвид промените в свойствата на почвите и материалите на конструктивните елементи.
С помощта на PLAXIS инженерът може бързо да създаде различни варианти за проектираната конструкция, като вземе предвид много фактори, които влияят върху избора на оптимално решение. Най-важните от тях са: геоложката структура на разнородна почвена основа, променливи свойства на почвата, строителство в тесни условия с тясно разположени сгради и съоръжения, строителна технология, изкуствено подобряване на почвата, статични и динамични натоварвания.
Софтуерният пакет PLAXIS включва редица приложни изчислителни програми за крайноелементни изчисления на комбинирани геотехнически системи със строителни обекти с различно предназначение:
С помощта на тези програми могат да бъдат решени много сложни проблеми, които възникват при проектирането на структура:
- осигуряване на стабилност на оградата на шахти и съседни сгради;
- прогноза за развитието във времето на заселване на сгради и съоръжения върху меки почви;
- въздействието на новото строителство върху съществуващото развитие;
- укрепване на основи и основи на конструкции;
- оценка на съвместната работа на сгради и подземни съоръжения;
- влияние на филтрационните процеси;
- промяна в режимите на експлоатация на строителните обекти.
Софтуерният пакет PLAXIS трябва да се разглежда като математически конструктор, в който могат да се създават сложни геотехнически конструкции (чрез CAD чертеж или импорт от AutoCAD), като се вземат предвид всички необходими обекти, действащи натоварвания, последователност и технология на изграждане. Инженерът е на негово разположениенабор от специални крайни елементи с определени свойства, които отразяват работата на отделни компоненти на геотехническата система: почва, масивен бетон (стоманобетон), зони на взаимодействие между конструкцията и почвата, плочи, греди, подпори, подпори, анкери, геомрежи, пилоти.
За да моделира нелинейното, зависимо от времето и анизотропно поведение на почви и скали, PLAX-IS използва няколко модела, които отразяват поведението на почви от различни видове и условия при натоварване и разтоварване. За избор на адекватен модел и неговите конструктивни параметри има възможност за виртуални (компютърни) почвени тестове в лабораторни условия съгл. Възможно е да се коригира моделът и неговите параметри според резултатите от тестовите изчисления на мащабни експерименти, извършени на строителната площадка, както и според резултатите от поетапния мониторинг на изграждащата се конструкция.
Имайки еластопластични модели за почви и нелинейни модели за структурни материали, софтуерният пакет PLAXIS ви позволява напълно да приложите основния принцип за проектиране на конструкция за крайни деформации до нейното разрушаване както на етапа на строителство, така и на етапа на експлоатация или реконструкция. Тези три важни етапа от живота на една структура могат да бъдат последователно моделирани, като се вземат предвид процесите и ситуациите, които се развиват във времето. Особено внимание трябва да се обърне на възможността за извършване на изчисления на консолидацията на слабо водонаситени почви и изчисления на стабилност (безопасност) с определяне на потенциалните повърхности на разрушаване и стойността на коефициента на безопасност.
Като илюстрация на работата на постпроцесора PLAXIS на фиг. 1−2 показват геометричния модел на геотехническата система, мрежата с крайни елементи и резултата от изчисляването на устойчивостта на оградатаразкопки в градски райони, получени с помощта на програмите PLAXIS 2D и PLAXIS 3D. Динамичното развитие на софтуера PLAXIS и поддръжката на високо техническо ниво се осигурява от разработчиците на програмата в постоянен контакт с група от водещи изследователи в областта на геомеханиката и числените методи на изчисление в различни университети и изследователски институти по света. Програмната ефективност и контрол на качеството, както и комуникацията с инженерната практика се осъществяват от PLAXIS Development Community, в която участват повече от 30 компании.
Програмният пакет PLAXIS има сертификат на Държавния стандарт на България, който удостоверява съответствието на извършените с него геотехнически изчисления с изискванията на нормативните документи.
Повече от 10 години софтуерният пакет PLAXIS се използва широко и ефективно в България от инженери-конструктори с широк профил. През това време повече от 150 водещи проектантски и изследователски институти, инженерни и конструкторски бюра, строителни компании и висши учебни заведения са станали колективни потребители на PLAXIS. Популярността на PLAXIS се потвърждава от множество публикации в различни инженерни списания и презентации на научно-технически конференции, посветени на геотехническите проблеми в различни области на строителството.
