Geo future 3d sättningsberäkning - forskningsprojektet med fokus på fullständiga 3d-analyser

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER

3D sättningsberäkningar i GeoFuture

Anders Rosenquist af Åkershult, Vianova GeoSuite

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER GeoFuture

GeoFuture

– Ett samnordiskt forskningsprojekt 2011-2015

– Partners • AGEF

• GeoVita AS

• JBV (Jernbaneverket)

• Multiconsult AS

• NGI

• Norconsult AS

• NPRA (Statens vegvesen, vegdirektoratet)

• NTNU

• SINTEF Byggforsk

• Skanska AS

• Vianova GeoSuite

• Vianova Systems


”Foundation design of tomorrow’s infrastructure”


• Sker en utveckling mot 3D

– Design

– Konstruktion

– Underhåll

• Geotekniken måste hänga med!

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER GeoFuture: Mål

Mål

– Utveckling av analysmetoder

– 3D-datarepresentation (visualisering av geoteknik i 3D)

– Systemintegration (”BIM”)

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER GeoFuture : Delprojekt

Delprojekt

– DP A: Example of the whole workflow for Settlement (JL, AR)

• Återkommer till detta

– DP B: Development of 3D FEM program for Settlement calculation (AR)


Delprojekt

– DP C: Development of wizard • Att jämföra med Utvärderingsmodulen

• Bearbetning av parametrar

• Erfarenhetsvärden från exempelvis litteratur etc

– DP D: Open data model with 3D data representation (LA)


Delprojekt

– DP E: Improved effective stress soil model

– DP F: Bearing capacity module

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER GeoFuture: ”Example of the whole workflow for Settlement”

3D sättningsberäkning i GeoFuture: ”Example of the whole workflow for Settlement”

– ”En detaljerad beskrivning av alla delar av arbetsprocessen för Sättning”

– Arbetsprocessen???

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Arbetsprocessen?

Såhär gör vi idag (om vi t.ex. använder GeoSuite Sättning)

– Fältundersökningar, labbundersökningar, erfarenhet och bedömningar ger:

• Jordmodell – Jordprofil = jordlager med:

» Jordegenskaper (t.ex. M0, ML, r0, r1 etc) » Permeabilitetsegenskaper (kinit etc)

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Såhär gör vi idag (om vi t.ex. använder GeoSuite Sättning)

• Portryckssituation – Vid analysens start o eventuellt senare

» Grundvattenytans läge » Portryck » Randvillkor

• Spänningssituation / Laster – Vid analysens start o eventuellt senare

» Spänningar

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Såhär gör vi idag (om vi t.ex. använder GeoSuite Sättning)

– Resultat • Sättning mot tid för olika djup

• Porövertryck mot djup för olika tider

• mm

• Rapport

– Känslighetsanalys

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Arbetsprocessen i 3D?

3D?

– Hur vill vi jobba då? • Från fält till den rapport/de resultat man ger beställaren

– ”Dataflyt” • Vad är resultat när man räknar 3D?

• Vad behövs för att granska en 3D-beräkning?

• Vad behövs för att kunna återskapa en 3D-beräkning?

=> En detaljerad beskrivning av alla delar av arbetsprocessen för Sättning (i 3D)

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER GeoFuture: ”Example of the whole workflow for Settlement”

Vad har man kommit fram till?

– Arbetsprocessen:


Delprojekt

Hur skulle det optimala verktyget fungera?

GeoFuture: ”Example of the whole workflow for Settlement”

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Hur skulle det optimala verktyget fungera: Fält / Lab / Erfarenhet

Fält / Lab / Erfarenhet

– Verktyg för att välja parametrar utifrån fält/lab/erfarenhet: ”Wizard”

• Att jämföra med Utvärderingsmodulen

• Bearbetning av parametrar

• Erfarenhetsvärden från exempelvis litteratur etc

– Koppling mellan detta verktyg och sättningsprogrammet

• Valda ”designprofiler”

• Koppling mot 3D geometrimodell (områden, ”lokaler”, med vissa egenskaper)

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Hur skulle det optimala verktyget fungera: Indata

Indata: Geometri

– Välj område att analysera direkt i en planvy över den generella modellen

• Ger geometrin med de jordlager som finns i modellen (minimum markyta och berg)

• Finns tolkade lager tas de med

• Eventuella sonderingar följer med (kan tändas/släckas)



Indata: Geometri

– Manuell indelning av ”resterande” skikt • Möjligt att dra snitt i 3D-vyn och få upp en 2D-vy att

tolka skikt i

• Möjligt att välja en punkt i 3D-vyn och tolka skikt i punkten

– ”Interpolering”/”Terrängmodellering” av skikt från ”3D”, 2D-snitt och punkter

– Modellen alltid öppen i en fritt roterbar 3D-vy


Indata: Laster

– Integrerat med 3D-vyn • Olika typer av fördefinierade

laster bör finnas

– Cirkulära

– Rektangulära

– Trapetsformade

– mm

• Flyttbara

• Utsträckningsbara

• Fria att kombinera


Indata: Laster

– Bygga upp en fyllning med material från en databas

• Välj t.ex. ”sprängsten” och få materialegenskaperna automatiskt

– Lägga till egna material i databasen

– Styra om lastytan är styv (platta) eller flexibel (fyllning)


Indata: Portryck/GVY

– Modellering av GVY som en yta (för varje tid)

– Ge portrycksprofiler i punkter och snitt

– ”Interpolering”/”Terrängmodellering” av portryck från ”3D”, 2D-snitt och punkter


Indata: Övrigt

– Kunna lägga in: • Vertikaldränering

– Enkelt rutnät med valt c/c

• KC-pålar

• Urgrävning

• mm

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER 3D FEM-Beräkningsmotor

3D FEM-Beräkningsmotor

– Indata • Tabeller

– Knutpunkter

– Element

– Material



– Indata: Tabeller • Globala koordinater till knutpunkter (x, y, z)

• Elementtopologi

– Elementtyp

– Material

– Knutpunkter som hör till elementet

• Randbetingelser för knutpunkter

– Förskjutningar mm

• Laster i knutpunkter

• Material



– Nätgenerator • Genererar tabellerna

– Jordparametrar

– Permeabilitetsparametrar

– Portryck

– Grundvattenytans läge

– Laster

• Finmaskighet (grov/fin)

• Intensitet

– Fler element kring

speciella punkter (t.ex. vid

ett fundament)

CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER CLICK TO EDIT HEADING,UPPER CASE LETTER Hur skulle det optimala verktyget fungera: Resultat

Resultat

– Bör visas i 3D-vy

– Möjlighet att visa (för olika tidpunkter) • Elementen (rutnätet)

• Deformationer (deformerat rutnät och ”shading”)

• Skiktindelning

• Spänningar (”shading” eller huvudriktningar)

• Tilläggsspänningar från olika lastbidrag

• Portryck och porövertryck

• Laster


Resultat

– Titta på resultat i ett snitt eller en punkt (3D-vyn synlig samtidigt)

– Differenssättningar

– Animation över tid

– I resultatet i en punkt se sättningsbidrag från varje last


Hur kommer man arbeta framöver?

– Beräkning ”som tidigare” (1D) kommer vara det vanliga för ”vardagsproblem”

– Möjligen med ”kontroll” i 3D • Framförallt av hur 3D porvattenströmning påverkar

– Full 3D ”när det behövs”


Diskussion

– Är man rätt ute med de här tankarna?

– Har man missat något?


Vad pågår just nu?

– Sammanställning av en rapport för projektet

– Fastställande av vilka prototyer som ska göras


Vad pågår just nu i andra GeoFuture-projekt?

– 3D räknemotor håller på att utvecklas

– Nätgenerator till 3D räknemotor ska påbörjas

– Körning av 3D-beräkning ska implementeras i GeoSuite Sättning

– Prototyp på Bärighetsmodul påbörjad


Documents

Geo future 3d sättningsberäkning - forskningsprojektet med fokus på fullständiga 3d-analyser