Přístup MED k vyztužení zrnitých zemin geomřížemi

Diplomová práce se zaměřuje na digitální modelování metodou diskrétních prvků (MED) vyztužení zrnitých zemin geomřížemi. Hlavním cílem této práce je zlepšit pochopení mechanismů interakce mezi geomříží a zrnitými materiály, zejména těch, které souvisejí s mikro-mechanismy.

Přístup MED k vyztužení zrnitých zemin geomřížemi
Přístup MED k vyztužení zrnitých zemin geomřížemi

V perspektivě může tato práce přispět k vývoji a optimalizaci nových produktů pro konkrétní aplikace. Geomříže jako výztužné prvky pro zrnité vrstvy v minulosti prokázaly svou účinnost po celém světě. V mnoha případech tyto struktury poskytují řešení, které je často ekonomické, bezpečné a ohleduplné k životnímu prostředí. Avšak vývoj a Optimalizace tohoto řešení musí brát v úvahu složité interakční chování mezi výztuží a zrnitým materiálem.

složité interakční chování mezi výztuží a zrnitým materiálem
složité interakční chování mezi výztuží a zrnitým materiálem

Použití numerických metod schopných reprodukovat mechanické chování geomříže (roztažení, ohyb, střih a kroucení) a chování půdy v měřítku zrn v blízkosti geomříže (účinek válcování, tření a zátka) může významně přispět k lepšímu porozumění interakce zemina-geomřížka. Numerické modely založené na MED tuto možnost nabízejí a vyžadují pouze relativně malý počet parametrů. Neuspokojenou poptávkou však zůstává vývoj digitálního modelu geomříží představujících současné produkty. Tato práce obsahuje nový návrh modelování geomříží metodou diskrétních prvků založenou na použití deformovatelných prvků. Digitální vývoj byl prováděn pomocí otevřeného zdrojového kódu YADE. Jejich cílem bylo definovat obecnou geometrii geomříže skládající se z pramenů zploštělého tvaru, jak je tomu v praxi obecně. Numerické simulace zkoušek extrakce geomříží umožnily analyzovat interakční chování mezi sítí a zrnitou půdou a studovat postupnou mobilizaci tahových sil ve výztuži. Byly použity digitální vzorky obsahující sférické nebo nesférické částice (shluky tvořené několika vnořenými kuličkami) různých velikostí. Získané výsledky ukazují, že tvar částic a jejich relativní velikost (ve srovnání s velikostí otvorů geomříže) mají významný vliv na mobilizaci a intenzitu extrakčních sil. Rovněž bylo možné ověřit, že síly mobilizované v příčných pramenech geomříže během extrakčních zkoušek jsou výrazně nižší než síly v podélných pramenech, ale že nejsou zanedbatelné. Ačkoli stanovení kontaktních parametrů zůstává pro aplikace ve skutečných případech obtížné,