Численная реализация моделей MCC и GCC
Важным шагом, обеспечение надежного применения модели MCC и GCC, является определение первоначального давления предуплотнения pcin и соответствующего модуля сжатия Kin. Эти два параметра, однако, непосредственно не задаются пользователем. Вместо этого они выводятся с помощью программы, основанной на предположении распределения начального геостатического давления. Напомним, три основных варианта для получения первоначального геостатического давления:
1. С использованием методики Ko
Применение методики Ko дает следующее первоначальное значение среднего напряжения:
где: | Ko | - | коэффициент давления грунта в состоянии покоя |
γ | - | объемный вес грунта | |
h | - | текущее значение глубины от уровня земли |
Считая уплотнение нормальное, значение pcin определяется таким образом, чтоб усилия полученные с помощью методики Ko удовлетворяли следующему условию:
где: | Mcs | - | наклон линии критического состояния |
J | - | эквивалент девиаторного давления | |
σm | - | среднее напряжение |
Величины J и σm определяются следующими выражениями:
| | |
| | |
| | |
| ||
| ||
где: | Ed | - | эквивалент девиаторного давления |
eij | - | девиаторный тензор деформаций | |
εij | - | общая тензор деформация | |
εv | - | объемная деформация | |
σij | - | тензор напряжение | |
sij | - | девиаторный тензор напряжений | |
δij | - | дельта Кронекера | |
Dijkl | - | тензор упругой жесткости | |
G | - | модуль упругости при сдвиге | |
K | - | эластичный объемный модуль | |
E | - | модуль Юнга | |
ν | - | число Пуассона |
В случае трехосного сжатия или растяжения можно определить наклон кривой критического состояния Mcs из следующих выражений:
В случае переуплотнения грунтов начальное значение pcin приводится как:
Начальное значение объемного модуля следует из:
где текущий коэффициент пористости e записывается в виде:
Для малых напряжений 
получим:
2. Стандартный (эластичный) анализ
Напомним, что программа допускает для замены материала модели между стадиями строительства. В том случае, если процедуру Ko нельзя использовать, можно провести анализ в предположении упругой реакции глинистой почвы. Полученные напряжения используются для получения начальных значений pcin и Kin использующие ранее заданные выражения. В следующих этапах строительства оригинальная модель эластичного материала заменяется необходимыми MCC или GCC моделями.
3. Стандартный (пластичный) анализ
Эта опция позволяет грунту консолидироваться в предположении нелинейной зависимости при формировании геостатического давления. Это приводит к развитию пластических деформаций уже на первом этапе строительства. Как и в процедуре Ко рассмотрим правило консолидированного грунта, который, в ходе деформации, смещается ниже нормали консолидации с начальными значениями pcin и Kin определяется по формуле:
Перед следующим этапом анализа полученные пластические деформации считаются равными нулю. В отдельных случаях такой анализ может не сойтись.