Análises Avançadas de Obras Geotécnicas – FEM, Programas

Modelagem de Problemas Geotécnicos

O programa permite modelar uma ampla variedade de problemas geotécnicos incluindo o assentamento do terreno, estruturas de contenção, paredes de diafragma, estabilidade de taludes, vigas de fundação, escavação, etc.

MEF - Análise das tensões verticais do túnelMEF - Gerador de malhaMEF - Análise da estabilidade de taludes

MODELOS DE MATERIAIS

Uma resposta confiável e precisa de uma determinada massa de solo ou rocha pode ser obtida por meio de um modelo de material adequado. A versão atual oferece os seguintes modelos:

  • Modelo elástico linear
  • Modelo elástico linear modificado
  • Modelo de Mohr-Coulomb
  • Modelo de Drucker-Prager
  • Modelo de Cam Clay

CORREÇÃO INTERNA DO MODELO GEOMÉTRICO, GERAÇÃO DE MALHA AUTOMÁTICA

O programa inclui uma correção interna do modelo geométrico de entrada. Todas as interfaces de materiais, novas estruturas ou fases de construção (escavação do túnel,  escavação de uma vala de base) podem ser determinadas de forma independente. Antes de executar o gerador de malha, o programa localiza automaticamente as intersecções de todas as linhas especificadas e das regiões fechadas, criando um modelo geométrico correspondente. Introduzir uma estrutura bastante complicada no programa resulta assim em uma tarefa relativamente simples.

GERADOR DE MALHA

O programa contém um gerador de malha automático interno que simplifica consideravelmente a construção da malha de elementos finitos. Ele dispõe de elementos triangulares de 3 e 6 nós. A densidade da malha de elementos finitos é assumida constante para todo o modelo, mas pode ser facilmente refinada em áreas locais conforme necessário. Portanto, preparar uma malha efetiva para uma estrutura complexa requer apenas alguns minutos do tempo do usuário.

CONDIÇÕES DE CONTORNO

O programa contém um gerador automático das condições de fronteira.

Na maioria das aplicações o usuário não precisa se preocupar com esta tarefa. Se necessário, podem se introduzir condições de contorno adicionais (fixa, dobradiça, mola, deslocamento forçado) em qualquer ponto da massa do solo.

VIGAS

Os elementos viga servem para introduzir vigas, revestimento de túneis ou estruturas de revestimento na análise. Como resultado da análise, o programa apresenta a distribuição de forças internas (momento de flexão, força normal e de corte) ao longo da viga. Os elementos de viga são especificados sobre as linhas já existentes na topologia. No entanto, os parâmetros da viga podem ser ajustados em fases individuais (por exemplo, aumento gradual na espessura da viga) ou a remoção completa da viga em um só passo).

ÂNCORAS, GEOTÊXTEIS, GEOGRELHAS

O programa permite a introdução de um número qualquer de âncoras na análise. Cada âncora é completamente determinada pelo seu ponto de partida, ponto final e rigidez. Os pontos finais de ponto de ancoragem na tela de elementos finitos de tal forma que uma âncora pode ser substituída em qualquer local dentro do terreno automaticamente existente. Para simplificar ainda mais a entrada, o ponto de partida do dispositivo de ancoragem pode ser colocado sobre o solo ou sobre as interfaces individuais.

SOBRECARGAS

O programa permite que qualquer número de sobrecargas (tiras, trapezoidal, carga linear). A sobrecarga pode atuar em uma interface especificada ou em qualquer ponto do terreno. Em uma fase posterior, a sobrecarga existente pode ser modificada alterando-se sua magnitude ou retirando-se totalmente da análise.

ÁGUA

A água pode ser introduzida na análise das seguintes maneiras:

  • A água do lençol freático é introduzida como uma interface contínua acima ou abaixo do terreno.
  • Os valores de pressão dos poros (ou os valores do coeficiente Ru) são fornecidos por isolinhas de pressão de poros. A primeira isolinha coincide sempre com o terreno, as demais podem ser colocadas em qualquer lugar no corpo. Os valores entre as isolinhas individuais são encontrados através de interpolação linear.

A apresentação dos resultados do programa permite visualizar:

  • variáveis ​​escalares em forma de isosuperfícies ou isolinhas (por exemplo, os componentes de campo de tensão e deformação e seus invariantes, deslocamentos)
  • estrutura deformada ou não deformada
  • distribuição de forças internas ao longo das vigas
  • vetores de deformação
  • forças de âncoras

É possível exibir os valores totais de variáveis ​​individuais ou suas mudanças de estágio para estágio.

ANÁLISE DE ESTABILIDADE

Em cada fase de construção o programa pode executar uma análise de estabilidade de taludes. O programa reduz gradualmente os parâmetros de resistência básica do solo até a ruptura. Como resultado, o programa proporciona um fator de segurança correspondente ao obtido por análises clássicas.

O programa suporta a importação e exportação de arquivos DXF

O programa foi desenvolvido em colaboração com a equipe de especialistas da Faculdade de Engenharia Civil da CTU em Praga. O responsável técnico do projeto é o Doc. Ing. Michal Šejnoha, Ph.D.