L'add-on Analisi geotecnica consente di utilizzare le proprietà dei campioni di terreno e di specifici modelli di materiale del terreno per rappresentare l'interazione tra l'edificio e il terreno, nonché le influenze dei componenti delle fondazioni tra di loro. Inoltre, offre una libreria estensibile delle proprietà del suolo, la considerazione di diversi campioni di terreno (sonde) in posizioni diverse, la determinazione dei cedimenti e dei diagrammi delle tensioni e una loro visualizzazione grafica e tabellare.
Esempio pratico
Una volta attivato l'add-on, è possibile iniziare il lavoro definendo i materiali del terreno di interesse nella finestra di dialogo Materiali mostrata nell'immagine 02. In pratica, le proprietà del materiale del terreno devono essere definite manualmente poiché sono specifiche per ogni singolo progetto.
Ciò è possibile anche in RFEM 6, dove è possibile definire le proprietà di diversi materiali del terreno. Oltre alle proprietà di base del materiale (ad esempio, modulo di elasticità, modulo di taglio, rapporto di Poisson, peso specifico/densità di massa, coefficiente di dilatazione termica), è necessario selezionare il modello del materiale da utilizzare per la modellazione realistica del materiale del terreno comportamento.
Nella versione attuale di RFEM 6, sono disponibili il modello di Mohr-Coulomb e un modello non lineare con rigidezza dipendente da tensioni e deformazioni.
In questo esempio, il Mohr-Coulomb modificato è selezionato per modellare il comportamento del materiale del terreno di interesse. Pertanto, parametri come la resistenza coesiva (c), l'angolo di attrito interno (φ) e l'angolo di dilatazione (ψ) devono essere assegnati nella finestra di dialogo associata (Figura 03).
È inoltre disponibile un database estensibile per facilitare la selezione delle proprietà del materiale del terreno. Per mostrare ciò, gli altri materiali del terreno in questo esempio sono definiti tramite la Libreria dei materiali, come mostrato nell'immagine 04.
Successivamente, è necessario definire i campioni di terreno inserendo le informazioni ottenute dalle prove sul campo (cioè le caratteristiche del profilo del terreno in diverse posizioni). I campioni di terreno sono disponibili come oggetti speciali in RFEM 6.
Come mostra l'immagine 05, è possibile inserire gli strati di terreno per i singoli campioni in una finestra di dialogo chiaramente organizzata o fornendo i dati pertinenti nelle tabelle. Poiché le proprietà del materiale del terreno sono già state definite, è possibile selezionare i materiali direttamente dal menu a discesa e assegnare lo spessore associato. Tuttavia, è anche possibile definire nuovi materiali quando si definiscono gli strati.
Se le acque sotterranee vengono rilevate attraverso i test sul campo, è possibile assegnare il livello delle acque sotterranee in questa finestra di dialogo (Figura 05). Inoltre, è possibile definire più strati e campioni di terreno che verranno utilizzati per generare il terreno. Una rappresentazione grafica corrispondente supporta la definizione di campioni separati e aiuta a controllare l'input.
Per ogni singolo campione, è necessario fornire le coordinate associate del piano di lavoro di RFEM che corrispondono alla posizione effettiva del campo per la quale è stato ottenuto il profilo del terreno. Questo può essere fatto nella finestra di dialogo Campioni di terreno o nelle tabelle. In quest'ultimo, è possibile copiare tutte le coordinate da un documento (ad esempio un file Excel) e incollarle semplicemente. I profili del terreno saranno quindi mostrati nella finestra di lavoro, come nella Figura 06.
I dati in termini di campioni di terreno possono ora essere utilizzati per creare il blocco di terreno disponibile come oggetto speciale sia nei dati del navigatore che nelle tabelle. Per essere più specifici, il blocco di terreno può essere generato dai campioni di terreno precedentemente definiti, ma è anche possibile generarlo come un set di solidi del terreno (cioè definendo i solidi del terreno manualmente e applicandoli al blocco). In questo esempio, verrà utilizzata la prima opzione.
La finestra di dialogo del blocco di terreno è mostrata nell'immagine 07. Per generare il blocco di terreno dai campioni di terreno, è necessario prima selezionare i campioni di interesse. Successivamente, viene chiesto di definire la geometria del blocco di terreno assegnando il tipo di topologia, la dimensione del massiccio e le coordinate del suo centro. La profondità viene assegnata automaticamente, in base ai dati del campione di terreno.
Se necessario, è possibile ruotare il blocco attorno a Z. È anche possibile prendere in considerazione la potenziale presenza di acque sotterranee generando la superficie del livello delle acque sotterranee. Se questa opzione è selezionata nella finestra di dialogo, le acque sotterranee saranno mostrate nella rappresentazione grafica interattiva.
Una volta che il blocco di terreno è stato generato, viene visualizzato graficamente nella finestra di lavoro di RFEM. Come mostrato nell'immagine 08, il blocco è costituito da tanti solidi di terreno quanti sono gli strati precedentemente definiti (4, in questo esempio).
Le superfici tra questi solidi sono superfici NURBS definite con funzioni spline e approssimate attraverso le posizioni degli strati nei campioni di terreno. Se è stata selezionata l'opzione per considerare le acque sotterranee, il livello delle acque sotterranee è disponibile anche nella rappresentazione grafica.
Infine, i vincoli esterni delle superfici al contorno sono stati generati tramite l'immissione Tipi di superfici dei dati del navigatore. Ad esempio, si può vedere che i vincoli esterni per le superfici di contorno orizzontali nella parte inferiore sono fissi, mentre lo scorrimento è consentito per le superfici verticali circostanti (Figura 09).
Osservazioni finali
Dato che la determinazione realistica delle condizioni del suolo influenza in modo significativo la qualità dell'analisi strutturale degli edifici, l'add-on Analisi geotecnica è offerto in RFEM 6 per determinare il corpo di terreno da analizzare. A tale scopo, è possibile fornire i dati ottenuti dalle prove sul campo poiché l'add-on consente di utilizzare le proprietà dei campioni di terreno per determinare i blocchi di terreno di interesse.
Pertanto, è necessario assegnare le proprietà del materiale, scegliere il modello di materiale del terreno appropriato e definire i profili del terreno nel programma. Per ogni campione di terreno, viene richiesto di definire gli strati di terreno in termini di materiali e spessore, il livello delle acque sotterranee (se applicabile) e la posizione del campione nella finestra di lavoro di RFEM (corrispondente alla posizione effettiva del campo per la quale il profilo del terreno è stato ottenuto).
Il terreno viene quindi generato da tutti i campioni inseriti utilizzando solidi 3D e viene assegnato alla struttura utilizzando le coordinate.
