Расчетные модели

8.8.1 Расчетная модель должна адекватно описывать принятое механическое поведение основания и/или конструкций подземного сооружения для рассматриваемого предельного состояния и характера нагружения.

При отсутствии надежной расчетной модели для конкретного предельного состояния должен выполняться расчет с использованием нескольких расчетных схем или моделей, чтобы вероятность достижения этого предельного состояния была минимальна.

8.8.2 Любая расчетная модель должна быть либо основана на точном аналитическом решении, либо давать погрешность в сторону запаса надежности.

8.8.3 Допускается использовать частные коэффициенты надежности модели γ _Rd и γ _Sd (поправочные коэффициенты) для того, чтобы погрешности результатов расчета были в сторону запаса надежности.

Если при использовании результатов расчета используется поправочный коэффициент, то он должен учитывать:

- чувствительность модели, т.е. диапазон неопределенности результатов, получаемых с помощью данной расчетной модели;

- любые известные систематические погрешности, связанные с данным методом расчета.

8.8.4 Если в расчете используется эмпирическая зависимость, то должны быть четко оговорены границы ее применения и однозначно установлено, что она соответствует преобладающим грунтовым условиям.

8.8.5 Если в расчете используется аналитическая модель, то должно быть четко установлено ее соответствие предельному состоянию, относительно которого выполняется проверка.

8.8.6 При выборе расчетной модели следует учитывать, какой кратковременной или долговременной проектной ситуации должна соответствовать модель.

П р и м е ч а н и е – Характеристики грунтов в кратковременных и долговременных ситуациях могут отличаться.

8.8.7 Расчетная модель должна учитывать возможность выполнения поэтапного расчета для проектных сценариев в том случае, если стадийность и очередность возведения подземного сооружения влияет на напряженно-деформированное состояние основания и самого сооружения.

П р и м е ч а н и е – Примером может являться расчет ограждений котлованов, имеющих многоярусное крепление.

8.8.8 Модели взаимодействия конструкций с основанием должны учитывать не только совместность их деформаций, но и возможность нарушения такой совместности на контакте «конструкция-грунт».

В качестве нарушений совместности деформаций следует рассматривать проскальзывание и отлипание. Условие проскальзывания соответствует равенству касательных напряжений на контакте предельной величине. Условие отлипания соответствует невозможности возникновения растягивающих нормальных напряжений на контакте.

П р и м е ч а н и е – Для учета возможной несовместной деформации на контакте «конструкция-грунт» в методе конечных элементов следует использовать специальные контактные элементы.

8.8.9 При использовании численных контактных моделей жесткость основания следует определять исходя из его напряженно-деформированного состояния, которое может быть рассмотрено отдельно, либо сопоставимого опыта.

П р и м е ч а н и е – Жесткость основания, например, может быть определена на основании упрощенных предварительных расчетов методом конечных элементов.

8.8.10 При использовании моделей сплошной среды следует установить, какими зависимостями должна описываться связь напряжений и деформаций, определить критерии прочности для грунтов и конструкционных материалов.

Основными моделями сплошной среды, описывающими механическое поведение грунтов, которые рекомендуется использовать в расчетах подземных сооружений, являются:

- линейно-упругая модель (Гука), применимость которой определяется СП 22.13330.2011;

- модель упруго-идеальнопластической среды (Мора-Кулона) с ассоциированным или неассоциированным законом пластического течения. Угол дилатансии рекомендуется назначать в зависимости от плотности грунта, действующих напряжений и других факторов;

- упруго-пластические модели с упрочнением, как правило, с замкнутой поверхностью текучести, которые наиболее уместны в тех задачах, где нужно учесть различие свойств грунта при нагружении и разгрузке;

- реологические модели, позволяющие описывать развития деформаций и напряжений во времени;

- модель упруго-идеальнопластической среды с критерием прочности Хоека-Брауна, описывающая поведение изотропных массивов скальных и полускальных грунтов различной степени трещиноватости.