Original title: Analýza chování kořene kotvy v jemnozrnných zeminách
Translated title: Behavior analysis of a ground anchor fixed length in fine grained soils
Authors: Chalmovský, Juraj ; Turček,, Peter (referee) ; Hrubešová,, Eva (referee) ; Miča, Lumír (advisor)
Document type: Doctoral theses
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract: [cze] [eng]
Zemní kotvy představují důležitý konstrukční element speciálního zakládaní staveb. Navzdory rozsáhlému využití těchto prvků je jejich návrh obvykle prováděn formou empirických a semi-empirických postupů. Jejich použití vnáší do návrhu řadu významných zjednodušení. Cílem předkládané disertační práce je zpřesnění výpočetního návrhu předepjatých zemních kotev v jemnozrnných zeminách, analýza a kvantifikace vytypovaných faktorů výrazně ovlivňujících napěťově deformační chování těchto prvků. V disertační práci jsou analyzovány tři důležité faktory: vysokotlaká injektáž, progresivní pokles smykového napětí na plášti kořene kotvy a namáhání zálivky spojené se vznikem tahových trhlin. Pro řešení je nejdřív využita metoda konečných prvků. Zde byly aplikovány dva nové konstitutivní modely: Multilaminate Constitutive Model for Stiff Soils (Schädlich, 2012) zahrnující formulaci povrcholového smykového změkčování překonsolidovaných soudržných zemin a Shotcrete Model (Schädlich, 2014) zahrnující tahové změkčování po dosažení tahové pevnosti. První konstitutivní model byl využit pro simulaci povrcholového poklesu smykového napětí na plášti kořene. Druhý zmíněný konstitutivní model byl pak aplikován pro materiál injektáže. V dalším kroku byl realizován experimentální program zatěžovacích zkoušek s cílem potvrdit závěry matematického modelování a získat relevantní data pro následující zpětné analýzy. V závěrečné části disertační práce je popsána programová aplikace vyvinuta na základě závěrů získaných v průběhu matematického modelování a experimentálního měření. Aplikace je založena na využití tzv. přenosových funkcí. Verifikace programu probíhala formou zpětných analýz typových zatěžovacích zkoušek realizovaných na čtyřech různých stavbách ve dvou odlišných typech soudržných zemin. Verifikace aplikace je následována sadou parametrických studií stanovujících vliv hodnot vstupních parametrů na výpočetní výsledky. Disertační práce je zakončena shrnutím nejdůležitějších závěrů. Ground anchors represent an important structural element in the area of ground engineering. Despite an extensive usage of these elements, their design is usually performed using simple empirical and semi-empirical methods. An application of these procedures brings to the design a number of simplifying assumptions. The goal of the dissertation is to refine the computational design of ground anchors, analysis and quantification of selected factors significantly affecting their load displacement behavior. Firstly, the finite element method is applied. Two novel constitutive models are used: Multilaminate Constitutive Model for Stiff Soils (Schädlich, 2012) involving post peak shear softening of overconsolidated cohesive soils and Shotcrete Model (Schädlich, 2014) involving tension softening after tensile strength is reached. First constitutive model was used in order to simulate progressive decrease of skin friction along the anchor fixed length. Second constitutive model was applied for the grout material. In the next step, experimental program including several anchor load tests was carried out. The goal of the experimental program was to confirm conclusions from numerical studies and to obtain relevant data for further back – analysis. A newly developed application, in which all the findings from numerical computations and experimental measurements are incorporated, is described afterwards. The application is based on the use of so-called load-transfer functions. The program verification was conducted through series of back analysis of investigation anchor load tests realized on four different construction sites in two different types of fine-grained soils. The verification of the application is followed by series of parametric studies in which an influence of input parameters values is analyzed. Dissertation is concluded by the summarization of the most important findings.
Keywords: finite element method; fixed length; Ground anchor; grout; high pressure grouting; load transfer function; loading test; progressive debonding; shear softening; t-z method; tendon; tension hardening; kořen kotvy; metoda konečných prvků; progresivní porušování; přenosová funkce; smykové změkčování; t-z metoda; tahové zpevňování; táhlo; vysokotlaká injektáž; zatěžovací zkouška; Zemní kotva; zálivka

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/137879

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-578205


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses