The three-dimensional analysis of the bearing capacity of the square footing located in geomaterials with a layered microstructure

Abstract

W pracy przedstawiono analizę nośności gruntu z mikrostrukturą warstwową pod kwadratową stopą fundamentową. Materiał podłoża został zamodelowany jako ciągły ośrodek sprężysto-plastyczny. Funkcję plastyczności przyjęto w postaci anizotropowego kryterium wytrzymałości geomateriałów z mikrostrukturą warstwową zaproponowanego przez Kawę i Łydżbę (2008). Zagadnienie brzegowe nośności granicznej stopy fundamentowej rozwiązano, po uprzedniej implementacji numerycznej modelu materiału, w programie FLAC 3D. Implementacja numeryczna modelu ośrodka pozwoliła na rozwiązanie zagadnienia brzegowego w przestrzeni trójwymiarowej. Poprzez określenie dwóch, zdefiniowanych w artykule, parametrów kątowych zamodelować można ośrodek o dowolnej przestrzennej orientacji kierunku uwarstwienia. W pracy wyniki nośności granicznej podłoża uwarstwionego pod stopą fundamentową prezentowane są na dwa różne sposoby. Dla wybranych orientacji kierunku uwarstwienia rozwój stref plastycznych przedstawiono na przekrojach podłoża w dwóch prostopadłych kierunkach. Przedstawiono również ilościowe wyniki nośności granicznej stopy w postaci funkcji dwóch zmiennych - zdefiniowanych kątów orientacji kierunku uwarstwienia.

This paper looks at the analysis of a square footing located in layered geomaterial is presented. The ground material is modeled on an elastic-perfectly plastic medium. The plasticity function for the material is in form of the anisotropic strength criterion identified by Kawa and Lydzba (2008). The boundary- value problem of the Bering capacity of the footing is solved using the numerical implementation of a material model with the FLAC3D program. The numerical implementation of a material model allows one to solve the boundary-value problem in three-dimensional space. By using the two orientation parameters defined in the paper, it is possible to model a media with any spatial orientation of stratification plane. Results of the bearing capacity of the footing located in layered geomaterial are presented in the paper in two different ways. For the chosen orientations of the stratification plane development of the plastic zones it is presented on two perpendicular cross-sections of ground. The numerical values of the critical load has been also presented as a function of the two parameters of the orientation of the stratification direction.