Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2006, Qupperneq 259
Jarðvegslíkan með breytilegri stífni
í hreyfifræðilegu greiningunni var fyrst og fremst
notast við MC-efnislíkanið, en í því efnislíkani eru
stífni og dempun jarðefnanna fastar og samband
spennu og streitu er línulegt upp að broti. Fyrir stíflu-
þversniðið með jarðvegskjarnanum var til saman-
burðar einnig notast við jarðvegslíkan með breyti-
legri stífni. I því líkani eru bæði stífni og dempun
streituháð, sem er nær raunverulegri hegðun jarð-
efna við hreyfifræðilegt álag. Samband spennu og
streitu í líkaninu er ólínulegt.
í PLAXIS hugbúnaðinum má skilgreina stífni jarð-
efna með líkingunni
E = Eref
c-cos0-CTjsin0
C-COS0 + pref -sin(þ
y
7
(6)
þar sem Eref er viðmiðunarstífni við viðmiðunar-
spennuna pref = 100 kPa. Veldisvísirinn m tekur gildi
milli 0,5 og 1,0. Stíf jarðefni, líkt og sandur, fá gildi
nálægt 0,5 meðan mýkri jarðefni, eins og leir, fá gildi
sem eru nær 1,0 [6].
Mynd 14 sýnir skúfspennu á tilteknum stað í kjarna
sem fall af tíma, m.v. tímaröðina á mynd 6c, bæði
fyrir MC-efnislíkan og efnislíkan með breytilegri stífni.
Myndin sýnir að efnislíkönunum tveimur ber vel
saman við stærstu spennuútslögin, en að MC-
líkanið gefur mun minni spennur þegar álagið
minnkar. Þetta bendir til þess að hinn lækkaði stíf-
leiki jarðefnanna í MC-líkaninu sé aðeins raunsær á
þeim augnablikum þegar jarðskjálftaálagið er mest,
en sé líklega of lágur við minna álag.
Mat á ysjunarhættu byggir á stærsta spennuútslagi
við jarðskjálftaálag. I þessu tilviki ber efnislíkön-
unum saman hvað stærstu spennurnar varðar, og
því má telja að MC-líkanið dugi til þess að greina
ysjunarhættuna í kjarnaefninu.
Þess ber þó að geta, að varanlegar formbreytingar í
stífluþversniðunum reyndust allt að 50% lægri
þegar notast var við líkan með breytilegri stífni, en
þegar notast var við MC-líkanið. Þetta rennir
stoðum undir þá túlkun að stífnin í MC-líkaninu sé
aðeins mátuleg þegar spennuútlagið er hvað mest,
en of lág þegar álagið minnkar.
4.0 \
—Steypt kápa
MalDikskjami —ér Jarðvegskjami
3 J>U ■O 1,5 o í 2.0 J '.5 | 1.0 X
♦ ' 9 •
a
. —*
^
0,18 0.20 0,22 0,24 0.26 0,28 0,30 v Jaröskjálftastudull, k [g]
Mynd 15. Hlutfallslegt verð stlfluþversniðanna þriggja á mynd 3,
sem fall af jarðskjálftakrafti.
Kostnaðarsamanburður
Gerður var einfaldur kostnaðarsamanburður á stífluþversniðunum þremur, byggður á
einingarverðum [17]. Sá samanburður er sýndur á mynd 15. Stífluþversnið með jarðvegs-
kjarna, sem hannað er miðað við láréttan jarðskjálftakraft sem er 20% af þyngdarkrafti
jarðar, fær hlutfallslegt verð 1,0. Eftir því sem jarðskjálftakrafturinn hækkar, þurfa hliðar
þversniðanna að vera flatari og efnismagn þeirra eykst, sem eykur kostnaðinn.
Ritrýndar vísindagreinar i 2 5 7