СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

     8.8 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 следует выполнять расчет с применением нескольких расчетных схем или моделей, чтобы вероятность достижения этого предельного состояния была минимальна.

8.8.2 Любая расчетная модель должна быть основана на математически точном аналитическом решении или давать погрешность в запас надежности.

8.8.3 Допускается применять частные коэффициенты надежности модели и (поправочные коэффициенты), для того чтобы погрешности результатов расчета были в запас надежности.

Если при применении результатов расчета используют поправочный коэффициент, он должен учитывать:

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

- известные систематические погрешности, связанные с данным методом расчета.

8.8.4 Если при расчете применяют эмпирическую зависимость, то должны быть четко оговорены границы ее применения и однозначно установлено, что она соответствует преобладающим грунтовым условиям.

8.8.5 Если при расчете применяют аналитическую 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 она должна соответствовать.

Примечание - 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 влияют на напряженно-деформированное состояние основания и самого сооружения.

Примечание - Примером может быть расчет ограждений котлованов с многоярусным креплением.

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 - равенство касательных напряжений на контакте "конструкция - грунт" предельному значению. Условие отлипания соответствует невозможности возникновения растягивающих нормальных напряжений на контакте.

Примечание - Для учета возможной несовместной деформации на контакте "конструкция - грунт" в методе конечных элементов следует применять специальные контактные элементы.

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

Примечание - Жесткость основания, например, может быть определена на основании упрощенных предварительных расчетов методом конечных элементов.

8.8.10 При применении моделей сплошной среды следует установить, какими зависимостями необходимо описывать связь напряжений и деформаций, определить критерии прочности для грунтов и конструкционных материалов.

Основные модели сплошной среды, описывающие механическое поведение грунтов, которые рекомендуется применять в расчетах подземных сооружений:

- линейно-упругая модель (Гука), применимость которой определяется СП 22.13330;

- модель упруго-идеально-пластической 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 задачах, где нужно учесть различие свойств грунта при нагружении и разгрузке;

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

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