Svislá únosnost - pružinová metoda
Programový modul "Pilota - pružinová metoda" je součástí programu "Pilota". Je určen k výpočtu svislé únosnosti piloty umístěné v obecně vrstevnatém prostředí. Výsledkem výpočtu je mezní zatěžovací křivka a průběhy důležitých silových a deformačních veličin po pilotě.
Hlavní výhodou tohoto modulu je dostupnost vstupních údajů o zeminách, resp. horninách, v okolí piloty - zadávají se úhel vnitřního tření zeminy, její soudržnost, objemová tíha a modul přetvárnosti.
Výpočet v modulu "Pilota - pružinová metoda" je založen na semianalytickém přístupu k řešení. Odezva zeminy v okolí piloty je popsána známým řešením vrstevnatého prostředí, které je určitým zpřesněním a zobecněním známého Winkler-Pasternakova modelu. Na styku pilota zemina je uvažován tuhoplastický přenos smykového napětí, který respektuje Mohr-Coulombovu podmínku plasticity. Stanovení normálového napětí na styku zemina pilota vychází z geostatické napjatosti a tlaku zeminy (betonové směsi) v klidu.
Vliv podzemní vody v okolí piloty je započítán jednak do smykové únosnosti pláště a jednak ovlivňuje hloubku deformační zóny pod patou piloty.
Pokud pilota zasahuje do úrovně nestlačitelného podloží, nelze pružinovou metodu použít.
Sedání piloty může být ovlivněno rovněž sednutím okolního terénu. Dochází k efektu, kdy zemina v okolí piloty snižuje vlivem svého sesednutí únosnost piloty. Sedání piloty narůstá, aniž by se zvětšovalo její zatížení. Tento jev je v programu modelován jako tzv. negativní plášťové tření.
Do výpočtu únosnosti piloty je možno též zahrnout vliv technologie provádění piloty na tuhost pilotového základu.
Postup výpočtu se skládá z několika kroků:
- Pilota je pro výpočet rozdělena na řadu úseků. Dělení piloty na úseky je provedeno tak, že poměr mezi délkou úseku a průměrem piloty by měl být přibližně roven 2,5, minimálně však musí být úseků 10.
- Každý úsek je ve výpočtu charakterizován pružinou. Tuhostí této pružiny je modelován jednak smykový odpor na plášti a u paty piloty též tuhost podloží pod patou piloty.
- Pro každý úsek piloty je stanovena limitní hodnota smykové síly přenášené pláštěm Tlim
- Pilota se shora přitěžuje postupnými přírůstky svislého zatížení. V každém přírůstku se počítá velikost síly v pružině na každém úseku piloty. Tato síla, může být na každém úseku rovna nejvýše limitní hodnotě tření na plášti Tlim. Je zřejmé, že při jisté úrovni zatížení ztratí všechny pružiny schopnost zvyšovat síly v nich působící a pilota je při dalším přitěžování podepřená pouze pružinou v patě, která nemá žádné omezení přenášené síly.
- Výsledky výpočtu jsou prezentovány jako mezní zatěžovací křivka piloty, průběhy namáhání po pilotě a graf závislosti smyku na deformaci v daném místě piloty.