4. GeoFuture
• Sker en utveckling mot 3D
– Design
– Konstruktion
– Underhåll
• Geotekniken måste hänga med!
Novapoint Användarträff 2013
5. GeoFuture
• Mål
– Utveckling av analysmetoder
– 3D-datarepresentation
(visualisering av geoteknik i 3D)
– Systemintegration (”BIM”)
Novapoint Användarträff 2013
6. GeoFuture
• 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)
• «3D Sättning»
– DP C: Development of wizard (AR, JL)
• «Parameterdesign»
– DP D: Open data model with 3D data representation (LA)
• Bland annat modell till «3D Sättning» och «Parameterdesign»
– DP E: Improved effective stress soil model
• Forskning på NTNU (Norska Tekniska högskolan, Trondheim)
– DP F: Bearing capacity module (AR)
• Statens Vegvesen, «Håndbok 016»
• Brinch-Hansen
Novapoint Användarträff 2013
7. GeoFuture
• DP A: Example of the whole workflow for Settlement
– ”En detaljerad beskrivning av alla delar av arbetsprocessen
för Sättning”
– Arbetsprocessen???
Novapoint Användarträff 2013
8. Arbetsprocessen?
• Så här 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)
Novapoint Användarträff 2013
9. Så här gör vi idag!
• Portryckssituation
– Vid analysens start o eventuellt senare
» Grundvattenytans läge
» Portryck
» Randvillkor
• Spänningssituation / Laster
– Vid analysens start o eventuellt senare
» Spänningar
Novapoint Användarträff 2013
10. Så här gör vi idag!
– Resultat
•
•
•
•
Sättning mot tid för olika djup
Porövertryck mot djup för olika tider
mm
Rapport
– Känslighetsanalys
Novapoint Användarträff 2013
11. 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)
Novapoint Användarträff 2013
12. Arbetsprocessen i 3D?
• Vad har man kommit fram till?
– Arbetsprocessen:
Novapoint Användarträff 2013
13. Arbetsprocessen i 3D?
• Delprojekt
• Hur skulle det optimala verktyget fungera?
Novapoint Användarträff 2013
14. Det optimala verktyget!
• 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)
– => ”Parameterdesign”
– => Förbättrad hjälp
• Demo
– (Mycket enkel) prototyp: Skapa/välja ”Designprofil”
– Hjälp för jord- och permeabilitetsmodeller
Novapoint Användarträff 2013
15. Det optimala verktyget - Geometri!
• 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)
Novapoint Användarträff 2013
17. Det optimala verktyget - 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
Novapoint Användarträff 2013
19. Det optimala verktyget - Laster!
• Indata: Laster
– Integrerat med 3D-vyn
• Olika typer av fördefinierade laster
bör finnas
–
–
–
–
Cirkulära
Rektangulära
Trapetsformade
mm
– Flyttbara
– Utsträckningsbara
– Fria att kombinera
Novapoint Användarträff 2013
20. Det optimala verktyget - 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)
Novapoint Användarträff 2013
21. Det optimala verktyget – Portryck!
• 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
Novapoint Användarträff 2013
22. 3D FEM-Beräkningsmotor
• 3D FEM-Beräkningsmotor
– 2 räknemotorer
• Geometri, laster, jordlager, portryck etc
• ”Analys”
Novapoint Användarträff 2013
23. 3D FEM-Beräkningsmotor – indata
• Geometri, laster, jordlager, portryck – indata:
• Elementtyp
• Gridlinjer
– Antal
– Koordinater (x, y, z)
• Randvillkor
• Ytlaster
– Antal
– Hörnkoordinater (x, y)
– Lastintensitet (x, y, z) för varje hörn
• Jordlager
• Portryck
• mm
Novapoint Användarträff 2013
24. 3D FEM-Beräkningsmotor – indata
• ”Analys”– indata:
• Algoritmdata
–
–
–
–
Antal iterationer
Konvergenskriterium
Tidssteg
mm
• Materialdata
– Jordmodell
– Jordparametrar
Novapoint Användarträff 2013
26. ”3D-sättning”
• Resultat
– 3D-sättningarna lite större men i samma storleksordning
– Vad skiljer?
• Grov elementindelning
– 3D blir inte så noggrann
• Spänningsspridning
–
–
–
–
1D enligt Boussinesq
3D via elementen
3D last över hela ytan
=> Olika spänningar i de två fallen
• Initial sättning pga skjuvdeformation i 3D
• Porvattenflöde
– 3D Horisontellt och vertikalt
– 1D Endast vertikalt
Novapoint Användarträff 2013
27. ”3D-sättning”
• Vad är förväntat?
– 3D-sättningarna lite större men i samma storleksordning
– 3D-sättningarna har lite snabbare förlopp
Novapoint Användarträff 2013
28. Det optimala verktyget – 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
– => Visas i utsnitt likt det för indatageometrin
Novapoint Användarträff 2013
29. Det optimala verktyget – 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
Novapoint Användarträff 2013
30. Hur kommer man arbeta framöver?
• 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”
Novapoint Användarträff 2013
31. Vad pågår just nu?
• Vad pågår just nu?
– Vidareutveckling av prototyper
• 3D-sättning
– Koppling mot modell
– Visualisering av indata och resultat
– Uttestning av räknemotor
• Parameterdesign
– Lagring av designkurva
– Koppling mot modell
Novapoint Användarträff 2013
32. Vad pågår just nu?
• I andra GeoFuture-projekt?
– Bärighetsmodul
• Avsluta implementation
av formler från
SVV Håndbok 016
• Första uttestning
• Implementation av
ytterligare formler
Novapoint Användarträff 2013
