Máglyafalak numerikus modellezése diszkrét elemes módszerrel

Máglyafal típusú, fából készült földmegtámasztó szerkezeteket már az ókori Római birodalomban is építettek [1]. Az utóbbi évtizedekben a vasbeton előregyártás fejlődésével, továbbá esztétikai szempontok megjelenésével elterjedten alkalmazzák a szerkezettípust Nyugat-Európában, illetve Észak-Amerikában [2]. Magyarországon az ún. Forte-típusú máglyafal rendszer terjedt el, melynek térrácsszerű vázát beton hossz- és kötő-gerendák alkotják. A rácsszerkezet belsejét zúzottkő, vagy durva kaviccsal töltik fel, majd az így kialakuló szerkezetet stabilitásvesztéssel szemben súlytámfalként méretezik [3]. A betonelemek igénybevételeit a rakattöltésből származó silónyomások figyelembevétele mellett lehet kellő pontossággal meghatározni.

A dolgozat keretében 2D-s diszkrét elemek módszerén alapuló numerikus modell segítségével meghatározzuk a szerkezet magassága mentén kialakuló vízszintes földnyomások eloszlását, megbecsüljük a máglyafal hossz- és kötőelemei között ébredő nyomófeszültségek nagyságát, illetve a kötőelemekben ébredő normálerőt. Másrészt, 3D-s, úgyszintén diszkrét elemek módszerén alapuló modellt készítettünk a Forte-rendszerű máglyafal vizsgálatára. A modellben a betonelemek (kötőelem, kötőbetét, hosszgerenda) egy-egy diszkrét elemként jelennek meg. Az elemek közti mechanikai interakciót zéró vastagságú kapcsolati elemek segítségével vesszük figyelembe. A rakattöltést és a megtámasztott földtömeget lineárisan rugalmas, tökéletesen képlékeny kontinuumként modellezzük. 3D-s modell segítségével esettanulmány keretében mutatjuk be a 8. sz. főút-vonal Öskü elkerülő szakaszán károsodott máglyafal numerikus vizsgálatát.

A dolgozat keretében fejlesztett numerikus modell alkalmas tetszőleges geometriájú, Forte-típusú máglyafal modellezésére. A szimulációk eredményeképp meghatározhatóvá válnak a talajszerkezet kölcsönhatásból származó szerkezeti igénybevételek, melyek alapján a szerkezet méretezése / ellenőrzése elvégezhető.

[1] Masterton G, Mair A, Brady K, Greene M. A literature and design review of crib wall systems. TRL Report. 1995.

[2] Krymer V, Robert A. Stream restoration and cribwall performance: a case study of cribwall monitoring in Southern Ontario. River research and applications. 2014;30:865-73.

[3] Szendefy J. Geotechnikai szakértői vélemény - 8. sz. főút Öskü elkerülő szakaszán megépült máglyafal károsodásáról. BME Geotechnika és Mérnökgeológia Tanszék 2015.

szerző

• 
  Kádár Máté
  Építőmérnöki szak (műszaki alapdiploma BSc szint)
  alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

• 
  Forgács Tamás
  PhD hallgató, Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék
• 
  Dr. Szendefy János
  Adjunktus, Geotechnikai Tanszék

helyezés