GeoCalc Stabiliteetti käyttöesimerkki Vianova Systems Finland Oy Versio 2.1 3.9.2010

GeoCalc Stabiliteetti käyttöesimerkki Vianova Systems Finland Oy Versio 2.1 3.9.2010

2(11) Sisällysluettelo Sisällysluettelo... 2 1. Yleistä... 3 2. Laskennan tiedot (General)... 3 3. Näyttöasetukset (View)... 3 4. Poikkileikkausgeometria (Geometry)... 4 5. Maakerrosten parametrit (Material)... 5 6. Huokospaine (Pore Pressure)... 6 7. Kuormien tiedot (Load)... 6 8. Maanaula (Nail)... 6 9. Geovahviste (Reinforcement)... 7 10. Liukupinta (Failure Surface)... 7 11. Erityismäärittelyt (Advanced)... 7 12. Laskenta (Calculate)... 8 13. Laskennan tulokset (Calculate, Graph, Report)... 8 14. Geometrian muuttaminen... 9 15. Pohjavedenpinnan antaminen (Pore Pressure)... 10 16. Laskennan erityismäärittelyiden käyttäminen... 11 17. Maanaulaus toimintojen käyttäminen... 11 18. Geovahviste toimintojen käyttäminen... 11

3(11) 1. Yleistä Tässä dokumentissa käydään läpi stabiliteettimoduulin laskentaesimerkki. Käyttöesimerkissä käytetty valmis laskentamalli toimitetaan ohjelman mukana. Se löytyy ohjelmahakemiston alta Samples hakemistosta, johon löytyy linkki käynnistysvalikosta. Laskentatiedoston nimi on Stabiliteetti_käyttöohje_esimerkki1.gcsu. Laskentatiedoston voi avata Calculation valikon Open toiminnolla. 2. Laskennan tiedot (General) Stabiliteettimoduulin käyttöliittymä koostuu lehdistä joihin syötetään lähtötietoja. Tarkoituksena on edetä lehtien täyttämisessä vasemmalta oikealle kunnes päästään laskennan kautta tuloksiin. General lehdelle syötetään laskennan yleistiedot. Laskennan lisätietoja, kuten tarkempi kuvaus projektista, voidaan syöttää ikkunaan joka avautuu More painikkeella. Kuva 1. General lehti Laajempi ohjeistus General lehden toiminnoista on GeoCalc peruskäyttöohjeessa. 3. Näyttöasetukset (View) View lehdellä määritetään miten laskentaa vastaava poikkileikkauskuva esitetään grafiikkaikkunassa, Kuva 2. Toistaiseksi laskentamallia ei kuitenkaan ole määritetty, joten muutosten vaikutuksia ei vielä näe. Kullekin laskenta- ja tulostuselementille määritellään näkyvyys (rasti ruudussa), viivatyyppi, viivapaksuus sekä väri. Painamalla Update painiketta ruudun saa päivitettyä milloin tahansa ohjelman ollessa käytössä.

4(11) Kuva 2. View lehti. Laajempi ohjeistus View lehden toiminnoista on GeoCalc peruskäyttöohjeessa. 4. Poikkileikkausgeometria (Geometry) Geometry lehdellä määritellään maakerrosten, kallion, pohjaveden sekä orsiveden geometria poikkileikkauksessa. Geometria voidaan tuoda CAD (dwg) kuvana jota tarpeen tullen editoidaan, tai se voidaan piirtää piirtoalustan toimintojen avulla (Polyline). Esimerkin geometria piirretään kokonaisuudessaan piirtoalustalla avulla. Geometrian luonnin periaatteet on kuvattu GeoCalc peruskäyttöohjeessa, kappaleessa Geometrian käsittely. Ensin määritetään näytössä olevan alueen koko valikkotoiminnan Calculation -> Set Working Area avulla, Kuva 3. Tämän lisäksi näytön asetuksia voi muuttaa valikkotoiminnalla Tools -> Options. Kuva 3. Näytössä olevan alueen määrittely. Kun näytön asetukset on määritetty piirretään poikkileikkauksen geometria Polyline toiminnolla. Kun tarvittava geometria on piirretty, määritetään ohjelmaan käytettävät maakerrosrajat, pohjavedenpinnat, kallionpinnat ym. lehdellä Geometry (Select Soil Layer Polylines jne.). Kuva 4 esittää yksinkertaisen geometrian määrityksen joka koostuu yhdestä maakerroksesta ja kallionpinnasta. Toiminto Select Soil Layer Polylines vaatii vähintään kaksi murtoviivaa ja alimmainen murtoviiva oletetaan kallionpinnaksi. Kallionpinnan voi myös määrittää myöhemmin erikseen.

5(11) Kuva 4. Geometriatietojen määritys Laajempi ohjeistus geometrian määrittämisestä stabiliteetti ja painumamoduuleissa on GeoCalc peruskäyttöohjeessa. 5. Maakerrosten parametrit (Material) Material lehdellä annetaan maakerrosten parametrit. Maan lujuusparametrit voivat olla joko vakioita tai riippua syvyydestä. Tässä esimerkissä parametrit ovat vakioita, Kuva 5. Valinnalla Dependent on depth (GL) lujuusparametrit riippuvat syvyydestä annettujen muuttujien dcoh ja dphi mukaan laskettuna maanpinnasta. Valinnalla Dependent on layer depth lujuusparametrit riippuvat syvyydestä annettujen muuttujien dcoh ja dphi mukaan laskettuna maakerroksen pinnasta. Valinta Interpolated interpoloi lujuusparametrien arvot kahden maakerroksen välillä. Versiossa 2.0 lujuuden syvyysriippuvuus voidaan antaa maakerroskohtaisesti. Materiaalivälilehdellä syötetään myös maakerroskohtaisesti huokospaineparametrit r u ja r uq. Kuva 5. Maakerrosten parametrien syöttäminen Material lehdellä.

6(11) 6. Huokospaine (Pore Pressure) Pore Pressure lehdellä määritellään huokospaineen laskentatapa, katso kuva 6. Tämä esimerkki lasketaan aluksi ilman vettä/huokosvedenpainetta. Kuva 6. Huokospaineen laskentatavan määritys Pore Pressure lehdellä. 7. Kuormien tiedot (Load) Load lehdellä määritetään laskentakuormat, katso kuva 7. Tämä esimerkki lasketaan aluksi ilman kuormia. Kuva 7. Kuormien määritys Load lehdellä. 8. Maanaula (Nail) Nail lehdellä määritetään mahdolliset maanaulat, katso kuva 8. Tässä esimerkissä ei käytetä maanauloja. Kuva 8. Maanaulojen määritys Nail lehdellä.

7(11) 9. Geovahviste (Reinforcement) Reinforcement lehdellä määritetään mahdolliset geovahvisteet, katso kuva 9. Tässä esimerkissä ei käytetä vahvisteita. Kuva 9. Geovahvisteiden määritys Reinforcement lehdellä. 10. Liukupinta (Failure Surface) Failure Surface lehdellä määritetään liukupintoihin liittyvät parametrit. Ensin valittavana on, käytetäänkö vaarallisimman liukupinnan hakua (Optimization) vai määritetäänkö laskettava liukupinta itse (Single Slip Surface). Lisäksi valitaan joko ympyrä- tai vapaamuotoinen liukupinta sekä käytettävä laskentateoria. Esimerkissä on valittu vapaamuotoisen liukupinnan optimointi ja laskentatavaksi Janbu simplified, katso kuva 10. Kuva 10. Liukupinnan määrittäminen Failure Surface lehdellä. 11. Erityismäärittelyt (Advanced) Advanced lehdellä voidaan määrittää erilaisia laskennan erityistapauksia. Lehdellä voidaan määrittää käytetäänkö yksittäistä vetohalkeamaa (Single Tension Crack), vai annetaanko geometriasta alue jossa vetohalkeama voi esiintyä (Tension Crack Area), katso tarkemmin kohta x.x. Lehdellä voidaan myös määrittää otetaanko liukupintojen päätyvastus huomioon (Calculate with End Effect). Sensitivity analysis valinta mahdollistaa herkkyystarkastelun tekemisen joko yksittäiselle maakerrokselle, tai kaikille maakerroksille), katso tarkemmin kohta x.x.

8(11) Soft Band valinnan avulla voidaan vaarallisimman liukupinnan optimointia varten määrittää erityisen heikon maakerroksen numero. Toiminto on tarpeellinen lähinnä, mikäli heikko maakerros on hyvin ohut. Sivulla voidaan myös antaa erilaisia rajoituksia liukupinnan kulkemiselle geometriassa. Forbidden domain valinnalla määritetään alue, jonka lävitse liukupinta ei saa kulkea (esimerkiksi jokin tukirakenne). Upper limit valinnalla määritetään polyline jonka alapuolelta liukupinnan tulee kulkea. Lower Limit valinnalla määritetään polyline, jonka yläpuolelta liukupinnan tulee kulkea. Kuva 11. Advanced lehti. 12. Laskenta (Calculate) Calculate lehdellä määritetään laskennan asetukset ja käynnistetään itse laskenta. Mikäli käytetään vaarallisimman liukupinnan hakua, määritetään miltä alueelta poikkileikkauksessa liukupinta voi lähteä ja mille alueelle se voi päättyä. Lisäksi voidaan jompikumpi näistä alueista jakaa osiin, jolloin saadaan piirrettyä useampi liukupinta ja voidaan arvioida varmuuden kehittymistä alueella. Show FOS Range valinnalla voidaan piirtää tietyn varmuusvälin liukupinnat. Kuva 12. Calculate lehti. 13. Laskennan tulokset (Calculate, Graph, Report) Graph lehdellä näytetään laskennan perusteella tehdyt graafit. Report lehdellä näytetään tekstimuotoiset tulosteet laskennasta. Valittavana on laskentamoottorille menevä lähtötiedosto (Slope Input), Lähtötietojen oikeellisuuden tarkistusraportti (Slope Input Check) sekä tulostiedosto (Slope Results). Vaarallisin liukupinta/pinnat tulostuu piirtoalustan kuvaan. Liukupinnan värikoodi indikoi liukupinnan varmuutta siten, että punainen väri vastaa varmuuskerrointa 1.

9(11) Kuva 6. Laskennan tulos. 14. Geometrian muuttaminen Seuraavaksi muutetaan geometriaa lisäämällä siihen 1 metrin paksuinen heikko maakerros tasolla 15-16. Tarvittavat uudet kerrosraja piirretään jälleen Polyline toiminnolla. Kumpikin uusi maakerros lisätään malliin toiminnolla Geometry->Add Soil Layer toiminnon avulla. Ohjelma pyytää osoittamaan uuden kerrosrajan ja lisää sen laskentamalliin, siten että kerrosrajan kohdalla oleva maakerros kahdennetaan. Geometrian luonnin periaatteet on kuvattu GeoCalc peruskäyttöohjeessa, kappaleissa Geometrian käsittely. Tämän jälkeen on vielä annettava parametrit kahdelle uudelle maakerrokselle, Kuva 10. Kuva 7. Uudet materiaaliparametrit Laskennan tulos on esitetty seuraavassa kuvassa. Laskennassa on määritetty maakerros 2 heikoksi (soft band) ja tehty vaarallisimman liukupinna haku.

10(11) Kuva 8. Laskennan tulos kun mukana on heikko maakerros. 15. Pohjavedenpinnan antaminen (Pore Pressure) Pohjavedenpinnan antamista varten täytyy se ensin piirtää Polyline toiminnolla. Tämän jälkeen viiva valitaan kohdan toiminnolla Geometry->Select Ground Water Polyline. Jotta pohjavedenpinta vaikuttaisi myös huokosvedenpaineeseen, täytyy tätä vastaava asetus valita Pore Pressure lehdeltä, Kuva 12. Kuva 9. Pore Pressure lehti Laskennan tulos muuttuu seuraavasti, Kuva 13.

11(11) Kuva 10. Laskennan tulos kun mukana on heikko maakerros ja pohjavedenpinta. 16. Laskennan erityismäärittelyiden käyttäminen Tämä kappale täydentyy dokumentin seuraavissa versioissa. 17. Maanaulaus toimintojen käyttäminen Katso erillinen dokumentti: GEOCALC-STABILITEETTILASKENTAOHJELMAN MAANNAULAUSOMINAISUUDEN KÄYTTÖ 18. Geovahviste toimintojen käyttäminen Tämä kappale täydentyy dokumentin seuraavissa versioissa.