Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas...

15
Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei PhD Tézisfüzet Konzulens: Dr. Richard P. Ray PhD egyetemi tanár Szerkezetépítési és Geotechnikai Tanszék Építész-, Építő- és Közlekedésmérnöki Kar Széchenyi István Egyetem Infrastrukturális Rendszerek Modellezés és Fejlesztése Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola Széchenyi István Egyetem Győr, Magyarország 2018

Transcript of Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas...

Page 1: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt

Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

PhD Tézisfüzet

Konzulens:

Dr. Richard P. Ray PhD egyetemi tanár

Szerkezetépítési és Geotechnikai Tanszék

Építész-, Építő- és Közlekedésmérnöki Kar

Széchenyi István Egyetem

Infrastrukturális Rendszerek Modellezés és Fejlesztése

Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola

Széchenyi István Egyetem

Győr, Magyarország

2018

Page 2: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

2

1 Bevezető

"A megfigyelésnek, miszerint kis alakváltozások tartományában a talaj merevsége

nagyon nagy és viselkedése leggyakrabban nemlineáris, messzire utaló gyakorlati

és elméleti következményei vannak. …a feszültség-alakváltozás nemlinearitásának

komoly kihatása van a talaj és szerkezet közötti kölcsönhatásra, a talajtömegben

lévő feszültségeloszlásra és terhelt zónák, valamint munkagödrök körüli elmozdulá-

sok eloszlására. …Óriási az igény talajok és puha kőzetek merevségi jellemzőinek

kísérletekkel történő kutatására, a mérési módszerek és eszközök fejlesztésére.”

(Burland, 1989) (Eredeti angol publikációból fordítva.)

2 Motiváció, előzmények

Disszertációm Dunai homokok dinamikus viselkedésével foglalkozik. Hazánkban

az Eurocode 8 szabvány bevezetése miatt jelentős igény merült fel a helyi talajok

dinamikus viselkedésének leírására. A földrengésveszély Magyarországon mérsé-

keltnek tekinthető, ugyanakkor a várható földrengések komoly károkat okozhatnak

szerkezeteinkben és az infrastruktúra hálózatban, ezért a mérnöki tervezés során fi-

gyelembe kell venni a földrengésterhet.

Mivel a korábbi magyar szabványok nem számoltak ezzel a teherrel, a talaj-

dinamika témaköréhez kapcsolódó hazai kutatás eddig még nem volt. A témára vo-

natkozó kutatások hiánya nem csak a szerkezetek gazdaságos tervezését és kivitele-

zését gátolja, de nehezíti a földrengésveszély helyi értékének pontos meghatározását

is.

A Széchenyi István Egyetem Szerkezetépítési és Geotechnikai Tanszékén 7-

8 évvel ezelőtt Richard Ray professzor vezetésével új kutatócsoport alakult. Az én

kutatásom hazai szemcsés talajok kis alakváltozások esetén érvényes merevségéhez

kapcsolódó laboratóriumi mérésekre és a viselkedés modellezésére koncentrál, míg

Page 3: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

3

a csoport többi tagja kapcsolódó témakörökkel foglalkozik: meglévő épületek föld-

rengéskockázatának elemzésével (Kegyes-Brassai, 2016), cölöpalapozás dinamikus

terhelés alatti viselkedésével (Wolf & Ray, 2017), ill. vasúti dinamikus terhelés vé-

geselemes modellezésével (Koch & Hudacsek, 2017). A disszertációban bemutatott

kutatás elvégzéséhez elengedhetetlen volt a Geotechnikai Laboratórium és azon be-

lül is a kombinált Rezonanciás-Torziós Nyíróberendezés továbbfejlesztése. A beren-

dezést Ray professzor építette a University of Michigan-en (Ray, 1983), majd a győri

Geotechnika Laboratóriumban a felügyeletével újraépítettem, újrakalibráltam és to-

vábbfejlesztettem.

3 Kutatás célkitűzései

Kutatásom célja volt tipikus Dunai homokok nagyon kis alakváltozások tartományá-

ban érvényes nyírási modulusának mérése, továbbá a modulus növekvő alakválto-

zások melletti leromlási és a csillapítási jellemzőinek mérése, valamint olyan korre-

lációk felállítása, melyek leírják, hogyan függnek ezek a mennyiségek a befolyásoló

állapotjellemzőktől. A Dunai homokok tipikus hazai talajok, viselkedésük leírása

kihívást jelent a hazai geotechnikusok számára. A helyszíni és laboratóriumi méré-

sek gyakran nagyon bonyolultak és időigényesek. A gyakorlatban ezért sokszor kor-

relációkat alkalmaznak, amelyeket korábbi mérések tapasztalatai alapján vezettek le.

Ilyen korrelációk hazai talajok dinamikus viselkedésére nem állnak rendelkezésre,

ezért a kutatás legfőbb célja az alábbi kérdések megválaszolása volt:

Elérhető –e olyan anyagmodell, amely alkalmas Dunai homokok dinamikus és

ciklikus terhelés alatti viselkedésének leírására?

Lehet –e meglévő korrelációkat használni az anyagmodell paramétereinek meg-

bízható becslésére?

Page 4: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

4

Hogyan határozhatók meg Dunai homokok dinamikus talajparaméterei labora-

tóriumi mérések segítségével?

A kérdések megválaszolásához a disszertációban áttekintettem az elméleti hátteret,

irodalomkutatást végeztem, ismertettem az alkalmazott laboratóriumi mérési mód-

szereket és a kombinált Rezonanciás-Torziós nyíróberendezés használatát, tovább-

fejlesztettem a mérési eredmények feldolgozását, bemutattam a mérési eredménye-

ket és értékelésük után új korrelációkat határoztam meg a mért paraméterekre.

4 Alkalmazott módszerek

A kutatási téma előzményeit a disszertációban átfogó irodalomkutatás segítségével

mutattam be. Két fő témakörre koncentráltam, talajok dinamikus terhelés alatti vi-

selkedésének elméleti leírására és homokok dinamikus talajparamétereire vonat-

kozó, meglévő korrelációkra. (Megjegyzem, hogy a paraméterek maguk nem „dina-

mikusak”, de a teljes külföldi szakirodalom kizárólag így használja a dynamic soil

parameters kifejezést, ezért a disszertációban én is átvettem ezt az elnevezést.)

Kutatásomban a legkorszerűbb laboratóriumi mérési módszereket alkalmaz-

tam tipikus Dunai homokok dinamikus és ciklikus terhelésekre adott válaszának jel-

lemzéséhez és megmértem a viselkedés leírásához szükséges legfontosabb talajjel-

lemzőket. Laboratóriumi méréseim Rezonanciás vizsgálatból és Torziós Nyírásvizs-

gálatból álltak. Mindkét mérési módszer fejlett dinamikai laboratóriumi mérési mód-

szernek számít az egész világon, ugyanakkor Magyarországon még nem használták

egyiket sem. A kutatáshoz használt és továbbfejlesztett mérőberendezés pedig világ-

szinten is egyedinek számít, mivel a két mérési módszert egyetlen üreges hengeres

talajmintán képes egymás után alkalmazni, míg az elterjedt berendezések szinte

mind csak az egyik mérést képesek elvégezni. A dinamikus terhelésnek kitett talajok

Page 5: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

5

viselkedésének legfontosabb jellemzője, hogy a terhelés okozta elmozdulások mér-

téke függ az elmozdulások nagyságától. Másképp megfogalmazva, a talaj merevsége

függ a fajlagos alakváltozásoktól és a kettejük közötti kapcsolat erősen nemlineáris.

A kutatáshoz használt és továbbfejlesztett berendezés legnagyobb előnye, hogy a

talaj dinamikus teherre adott válaszát a fajlagos alakváltozások mértékének széles

tartományában (10-4%-tól 1%-ig) képes megmérni és ez által pontosabban le lehet

írni a talaj viselkedését.

A mérési eredmények elemzése és feldolgozása a mérés talán legfontosabb

lépései, ezért kutatásomban nagy hangsúlyt fektettem rájuk. Az eredmények interp-

retációjának továbbfejlesztéséhez MS Excel programban a VBA programnyelv

használatával makrókat és felhasználói függvényeket hoztam létre, amelyeket a disz-

szertáció függelékében mutattam be.

A mérési eredmények értékelése, majd egy anyagmodell paramétereinek

megválasztása is a mérés interpretációjának tekinthető. Egyszerű esetekben ezt a fel-

adatot próbálgatással oldják meg, bonyolultabb anyagmodellek esetén pedig egy in-

verz feladatot kell megoldani.

Bizonyos programok, amelyeket geotechnikai véges elemes modellezésben

használnak (pl. Plaxis), rendelkeznek olyan modulokkal (Soil Test modul), amelyek

elvégzik az inverz feladatot hagyományos laborvizsgálati eredmények és anyagmo-

dellek esetén. Ilyen modul nem áll rendelkezésre az említett két laboratóriumi mód-

szerhez és a kis alakváltozások modellezésére használható anyagmodellekhez. Ezért

kidolgoztam egy eljárást, amely képes arra, hogy megoldja az inverz problémát és

meghatározza egy anyagmodell paramétereit regressziós analízis segítségével a la-

boratóriumi mérések eredményei alapján. Ehhez az MS Excel program Solver mo-

dulját használtam és az általánosított redukált gradiens módszerrel (GRG method)

minimalizáltam az anyagmodellel számított és a mért értékek közötti hibák négyzet-

összegét.

Page 6: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

6

Az inverz probléma megoldásának szemléltetésére létrehoztam a Torziós

Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-

geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris Ramberg-Osgood anyag-

modellel. A számítás eredményeit összevetettem a mérési eredményekkel és ezzel

verifikáltam a programba beépített anyagmodellt.

5 Tézisek

Téziseimet a továbbfejlesztett, kombinált Rezonanciás - Torziós Nyírásvizsgálati

módszerrel végzett méréseim alapján fogalmaztam meg. A méréseket légszáraz

(wmax<2 %), széles tartományban változó tömörségű (0,11 < ID < 0,95), kis mennyi-

ségű ((Cl+Si)<21 %), változó plaszticitású (IP<18 %) finom szemcsét tartalmazó,

érdes és lekerekedett, 0,11<d50<0,42 mm átlagos átmérőjű durva szemcsékből álló,

jellemzőnek ítélt Dunai homokon végeztem. Összesen 69 Rezonanciás és 19 Torziós

Nyírásvizsgálatot végeztem el releváns cellanyomások mellett (80 kPa<p’<300

kPa). Ezekből 69 mért értéket kaptam Gmax-ra, 279 mért értéket kaptam a leromlási

görbe pontjaira (G/Gmax), és 261 mért értéket kaptam a csillapítási tényezőre (D).

5.1 #1 Tézis

Bemutattam, hogy a disszertációban továbbfejlesztett, kombinált Rezonanciás

és Torziós Nyíróberendezés az alkalmazott vizsgálati módszerrel, mely magá-

ban foglalja a berendezés összeállítását, az üreges hengeres talajminták beké-

szítését, a mérés lépéseit és az eredmények interpretációját, alkalmas száraz

homokok nagyon kis alakváltozások tartományában érvényes nyírási modulu-

sának (Gmax) mérésére; leromlási görbéjük mérésére és csillapítási görbéjük

mérésére is.

Page 7: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

7

A nagyon kis alakváltozások tartományában érvényes nyírási modulus mért

értékeit összehasonlítottam egy másik laboratóriumban, más kutató által Bender Ele-

ment módszerrel végzett, független méréssorozat eredményeivel és elfogadható

egyezést állapítottam meg, mivel a két módszerrel mért adatok 78 %-a ±15%-os el-

térésen belül, ill. 91%-a ±20%-os eltérésen belül volt.

1. Ábra: Gmax-ra vonatkozó, független mérésének összevetése. Bender element (BE)

és Rezonanciás méréssel (RC) kapott eredmények az összes vizsgált talajra

Kapcsolódó publikációk: (Szilvágyi Z. , 2012), (Ray, R. P., Szilvágyi, Z., 2013),

(Szilvágyi, Z., Hudacsek P., Ray, R.P, 2016), (Szilvágyi, Panuska, & Ray, 2018)

5.2 #2 Tézis

Kidolgoztam egy eljárást, amellyel a Ramberg-Osgood anyagmodell modellparamé-

terei meghatározhatók egy Duna homok Rezonanciás- és Torziós nyírásvizsgálattal

Page 8: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

8

megmért, kis alakváltozások esetén érvényes nyírási modulus, leromlási- és csilla-

pítási jellemzőinek ismeretében. Ehhez az inverz feladatot az MS Excel Solver se-

gítségével, egy hiszterézis huroknak az anyagmodell szerinti formulációjával kiin-

dulásként számított és a mért értékei közötti eltérések négyzetösszegének redukált

gradiens módszerrel (GRG) történő minimalizálásával oldottam meg.

Előállítottam a Torziós Nyírásvizsgálat háromdimenziós véges elemes

modelljét és verifikáltam, hogy a Midas GTS NX v2014 programba beépített

Ramberg-Osgood anyagmodell képes az üreges hengeres talajmintán végzett,

tengelyszimmetrikus, statikus Torziós Nyírásvizsgálat modellezésére a modulus

leromlás nemlineáris anyagi viselkedésének leírásával.

A verifikációt back-analízissel korábban nem végezték még el nemlineáris

anyagmodell használatával. Ez a Ramberg-Osgood anyagmodell olyan gyakorlati

számításokra való alkalmasságát jelzi, amelyekben a modulus leromlását modellezni

szükséges.

2. Ábra: Torziós nyírásvizsgálat 3D véges elemes modellje

Kapcsolódó publikációk: (Szilvágyi Z. , 2010), (Szilvágyi & Ray, 2018)

Page 9: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

9

5.3 #3 Tézis

Rezonanciás vizsgálattal megmértem jellemzőnek ítélt Dunai homokok nagyon kis

alakváltozási tartományban érvényes nyírási modulusát (Gmax) széles tartományban

változó tömörség és releváns cellanyomás mellett, és a mérési eredményeket az iro-

dalomban található korrelációkkal összevetve kimutattam, hogy a Gmax modulusra

(Carraro, Prezzi, & Salgado, 2009) korrelációja adja a legjobb eredményt.

Rezonanciás vizsgálattal végzett méréseim eredményei alapján igazoltam,

hogy azon korrelációk, melyek nem-plasztikus finomszemcsével rendelkező homo-

kok Gmax modulusára vonatkoznak, így (Iwasaki & Tatsuoka, 1977) és (Wichtmann,

Navarrete Hernández, & Triantafyllidis, 2015) összefüggései, a Gmax modulust akár

35%-al alulbecsülhetik. Ez azt jelzi, hogy a finomszemcse mennyiségnél a finom-

szemcsék plaszticitásának jelentősebb hatása van Gmax értékére.

Rezonanciás vizsgálattal megmértem jellemzőnek ítélt Dunai homokok nagyon

kis alakváltozási tartományban érvényes nyírási modulusát (Gmax) széles tarto-

mányban változó tömörség és releváns cellanyomás mellett és Gmax meghatáro-

zására az alábbi korrelációt állítottam fel:

Gmax [MPa] = 62 (2.17 – e)

2

1 + e (p'

patm)

0.45 5-1 Egyenlet

ahol e a hézagtényező, p’ a hatékony átlagos normálfeszültség [kPa]-ban, patm a lég-

köri nyomás [kPa]-ban. A hézagtényező hatását a fenti képletben a szakirodalomban

a leggyakrabban alkalmazott függvénnyel vettem figyelembe, mivel mérési eredmé-

nyeimre jól illeszkedett. A determinációs együttható R2=0.71.

Ezt a korrelációt gyakorlati számításokban lehet alkalmazni Gmax becslésére

tipikus Dunai homokok esetén, amennyiben nem áll rendelkezésre mérési eredmény.

Page 10: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

10

Kapcsolódó publikációk: (Szilvágyi Z. , 2012), (Ray, R. P., Szilvágyi, Z., 2013),

(Szilvágyi, Z., Hudacsek P., Ray, R.P, 2016), (Szilvágyi, Panuska, & Ray, 2018)

5.4 #4 Tézis

Kombinált Rezonanciás- és Torziós Nyírásvizsgálattal megmértem jellemzőnek

ítélt Dunai homokok nyírási modulusának növekvő alakváltozási szinttel való

leromlását (G/Gmax), széles tartományban változó tömörség és releváns cella-

nyomás mellett és az alábbi leromlási görbét határoztam meg Ramberg-Osgood

anyagmodell szerinti formulációval:

G

Gmax =

1

1+0.8334|τ

0.6386 τmax|

1.142 5-2 Egyenlet

ahol G a szelő nyírási modulus, Gmax a nagyon kis alakváltozások tartományában

érvényes nyírási modulus, a nyírófeszültség, max a nyírószilárdság. A determiná-

ciós együttható R2=0.89.

Ezt a leromlási görbét lehet alkalmazni gyakorlati számításokban tipikus Du-

nai homokok leromlási viselkedésének leírására.

Kapcsolódó publikációk: (Szilvágyi Z. , 2012), (Ray, R. P., Szilvágyi, Z., 2013),

(Szilvágyi, Z., Hudacsek P., Ray, R.P, 2016), (Szilvágyi, Panuska, & Ray, 2018)

5.5 #5 Tézis

Rezonanciás- és Torziós nyírásvizsgálattal megmértem jellemzőnek ítélt Dunai

homokok csillapítási tényezőjét (D) széles tartományban változó tömörség és

releváns cellanyomás mellett és D meghatározására az alábbi korrelációt állí-

tottam fel:

Page 11: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

11

D [-] = 0.1667 (G

Gmax)2

– 0.3932 (G

Gmax) – 0.2165 5-3 Egyenlet

ahol G/Gmax a nyírási modulus leromlás értéke egy adott alakváltozási szinten. A

determinációs együttható R2=0.82.

Ezt a korrelációt gyakorlati számításokban lehet alkalmazni D becslésére ti-

pikus Dunai homokok esetén, amennyiben nem áll rendelkezésre mérési eredmény.

Kapcsolódó publikációk: (Szilvágyi Z. , 2012), (Ray, R. P., Szilvágyi, Z., 2013),

(Szilvágyi, Z., Hudacsek P., Ray, R.P, 2016), (Szilvágyi, Panuska, & Ray, 2018)

6 Összefoglalás és további kutatási irányok

Disszertációmban bemutattam, hogyan lehet leírni Dunai homokok dinamikus ter-

helés alatti viselkedését a legkorszerűbb laboratóriumi mérési módszerek eredmé-

nyei alapján. Részletes irodalomkutatást végeztem talajok kis alakváltozások esetén

érvényes merevségének modellezésére vonatkozóan, hogy bemutassam, melyek a

legfontosabb talajparaméterek és hogyan lehet őket korrelációk segítségével megha-

tározni, ha nem áll rendelkezésre mérési eredmény.

Kutatásomban a legkorszerűbb laboratóriumi mérési módszereket alkalmaz-

tam 9 tipikus Dunai homok dinamikus és ciklikus terhelésekre adott válaszának jel-

lemzéséhez és megmértem a dinamikus viselkedés leírásához szükséges legfonto-

sabb talajjellemzőket a kombinált Rezonanciás-Torziós Nyíróberendezéssel. Az

eredményeimet összehasonlítottam egy másik kutató által, ugyanezen talajmintákon,

egy másik laboratóriumban, Bender Element módszerrel elvégzett méréssorozat

eredményeivel és nagyon jó egyezést állapítottam meg.

Továbbfejlesztettem a mérési eredmények feldolgozásának módszerét és el-

járást adtam, amellyel az eredmények alapján, az inverz feladat megoldásával egy

Page 12: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

12

nemlineáris anyagmodell paraméterei meghatározhatók. Az eljárás használatát a

Torziós Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modellezésével mutattam be. A mérési

eredményeim értékelése után új korrelációkat állítottam fel a legfontosabb dinami-

kus talajparaméterek meghatározására.

A disszertációban több helyen említettem, hogy e komplex viselkedés bizo-

nyos jellemzőinek pontos leírásához további kutatásokra van szükség. E témák egy

részét laboratóriumi mérésekkel, más részét a bemutatotthoz hasonló numerikus mo-

dellekkel lehet tovább kutatni.

Laboratóriumi mérések segítségével további kutatásokban lehet vizsgálni ir-

reguláris terhelések hatását, különösen a torziós nyírás egyes fázisai közben elvé-

gezhető rezonanciás vizsgálatra és hasznos lehet a hézagtényező pontosabb mérésére

vonatkozó kutatást is végezni.

A laboratóriumi mérések és helyszíni mérések összevetésének témaköre talán

az egyik legnehezebb feladat. E témára vonatkozó első eredményeink (Szilvágyi, et

al., 2017) jó egyezést mutattak ki a különböző mérési módszerek között, ugyanakkor

a téma további kutatásokat igényel.

További véges elemes modellezést alkalmazó kutatásokban lehet elemezni a

minta egyenlőtlen tömörségének, illetve a bekészítés miatt esetleg a mintába kerülő

imperfekciók hatásait.

Egy következő kutatási téma a dinamikus talajparaméterek modellezésben

való alkalmazására vonatkozik, különösen a talajválasz elemzésre, amellyel a föld-

rengési teher pontos, adott építési helyszínre vonatkozó értéke határozható meg. Eb-

ben a témában elindított kutatásunk első eredményei (Kegyes-Brassai, Wolf,

Szilvágyi, & Ray, 2017), (Szilvágyi, et al., 2017) igazolták, hogy a felszín közeli

talajrétegek nemlineáris viselkedésének jelentős hatása van a felszíni földrengési te-

herre és amennyiben a talajrétegződés nem homogén, e rétegek jelentősen növelhe-

tik a földrengésterhet.

Page 13: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

13

A PhD kutatáshoz kapcsolódó saját publikációk

Kegyes-Brassai, O., Wolf, Á., Szilvágyi, Z., & Ray, R. (2017). Effects of local

ground conditions on site response analysis results in Hungary. In

Proceedings of 19th International Conference On Soil Mechanics and

Geotechnical Engineering (pp. 2003-2006). Seoul, South Korea: ICSMGE.

Ray, R. P., Szilvágyi, Z. (2013). Measuring and modeling the dynamic behavior of

Danube Sands. In Proceedings 18th International Conference on Soil

Mechanics and Geotechnical Engineering: Challenging and Innovations in

Geotechnics (pp. 1575-1578). Paris: http://www.cfms-sols.org/sites/

default/files/Actes/1575-1578.pdf.

Ray, R. P., Szilvágyi, Z., & Wolf, Á. (2014). Talajdinamikai paraméterek

meghatározása és alkalmazása. In Sínek Világa 56. (pp. 32-36).

Szilvágyi, Z. (2010). New development in geotechnical numerical calculations. In

Geotechnical Engineering 20: View of Young European Geotechnical

Engineers (pp. 72-77). Brno: Academic Publishing CERM Ltd. ISBN 978-

80-7204-686-7, Independent citations:2.

Szilvágyi, Z. (2012). Dinamikus talajparaméterek meghatározása. In Tavaszi Szél

2012 Konferenciakötet (pp. 458-465). Budapest: Doktoranduszok Országos

Szövetsége ISBN: 978-963-89560-0-2 Independent citations: 2.

Szilvágyi, Z., & Ray, R. (2018). Verification of the Ramberg-Osgood Material

Model in Midas GTS NX with the Modeling of Torsional Simple Shear

Tests (accepted for publication) . In Periodica Polytechnica Civil

Engineering Volxy (pp. 1-7). https://doi.org/10.3311/PPci.xyzw.

Szilvágyi, Z., & Wolf, Á. (2015). Talajdinamika - Földrengésre való méretezés. In

Geotechnika 2015 Konferencia CD (pp. 1-15).

Szilvágyi, Z., Anka, M., Hudacsek, P., & Ray, R. (2015). Determination of soil

modulus by three independent methods. In Proceedings of the 12th Slovak

Geotechnical Conference: 55 YEARS GEOTECHNICAL ENGINEERING

IN SLOVAKIA (pp. 370-379). ISBN: 978-80-227-4363-1.

Szilvágyi, Z., Hudacsek P., Ray, R.P. (2016). Soil shear modulus from Resonant

Column, Torsional Shear and Bender Element Tests. In International

Journal of Geomate 10:(2) (pp. 1822-1827). https://doi.org/

10.21660/2016.20.39871 .

Page 14: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

14

Szilvágyi, Z., Panuska, J., & Ray, R. (2018). Laboratory Measurement, Analysis,

and Comparison of Small Strain Modulus in Danube Sands with Plastic

Fines by Resonant Column and Bender Elements (accepted for

publication). In Earthquake Engineering and Engineering Vibration Volxy

(pp. 1-26). ISSN 1993-503X.

Szilvágyi, Z., Panuska, J., Kegyes-Brassai, O., Wolf, Á., Tildy, P., & Ray, R. (2017).

Ground Response Analyses in Budapest Based on Site Investigations and

Laboratory Measurements. In International Journal of Environmental,

Chemical, Ecological, Geological and Geophysical Engineering Vol11(4)

(pp. 307-317). http://waset.org/publications/10006887.

Szilvágyi, Z., Ray, R. P. (2015). Seismic performance evaluation of an irregular RC

frame building. In Geotechnical Engineering for Infrastructure and

Development: XVI European Conference on Soil Mechanics and

Geotechnical Engineering (pp. 4185-4190). Edinburgh: ICE Publishing,

ISBN: 978-0-7277-6067-8, Independent citations: 1.

Szilvágyi, Z., Ray, R. P., & Wolf, Á. (2014). Átfogó tervezői szemléletre van

szükség a földrengésre való méretezéshez. In Építési Megoldások -

Szerkezetek, Technológiák, Építőanyagok 3. (pp. 4-5).

A tézisfüzet további irodalmai

Burland, J. B. (1989). Ninth Laurits Bjerrum Memorial Lecture: Small is beautiful -

the stiffness of soils at small strains. In Canadian Geotechnical Journal,

Vol 26(4) (pp. 499-516). https://doi.org/10.1139/t89-064.

Carraro, J., Prezzi, M., & Salgado, R. (2009). Shear strength and stiffness of sands

containing plastic or nonplastic fines. In Journal of Geotechnical and

Geoenvironmental Engineering, ASCE (pp. 1167-1178).

https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2009)135:9(1167).

Iwasaki, T., & Tatsuoka, F. (1977). Effects of grain size and grading on dynamic

shear moduli of sands. In Soils and Foundations Vol17(3) (pp. 19-35).

Japanese Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering

http://doi.org/10.3208/sandf1972.17.3_19.

Kegyes-Brassai, O. (2016). Earthquake Hazard Analysis and Building Vulnerability

Assessment to Determine the Seismic Risk of Existing Buildings in an

Page 15: Dunai homokok dinamikus talajparaméterei · Nyírásvizsgálat 3D véges elemes modelljét a Midas GTS NX programban és elvé-geztem a kísérlet numerikus modellezését a nemlineáris

Szilvágyi Zsolt Dunai homokok dinamikus talajparaméterei

15

Urban Area. Győr: Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola,

Széchenyi István Egyetem DOI: 10.15477/SZE.MMTDI.2015.002.

Koch, E., & Hudacsek, P. (2017). Modeling of railway transition zones under

dynamic loading (in print). In P. o. Engineering. Seoul, South Korea:

International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering.

Ray, R. P. (1983). Changes in shear modulus and damping in cohesionless soils due

to repeated loading, PhD Dissertation. University of Michigan

https://doi.org/ 10.1061/(ASCE)0733-9410(1988)114:8(861).

Ray, R. P. (2014). Geotechnikai kézikönyv földrengésre való méretezéshez. (I.

Lazányi, Z. Szilvágyi, & Á. Wolf, Eds.) Budapest: MMK Geotechnikai

Tagozat, Artifex Kiadó ISBN: 978-963-7754-09-8.

Wichtmann, T., Navarrete Hernández, M., & Triantafyllidis, T. (2015). On the

influence of a non-cohesive fines content on small strain stiffness, modulus

degradation and damping of quartz sand. In Soil Dynamics and Earthquake

Engineering Vol69 No. 2. (pp. 103-114). https://doi.org/

10.1016/j.soildyn.2014.10.017 .

Wolf, Á., & Ray, R. P. (2017). Comparison and Improvement of the Existing Cone

Penetration Test Results - Shear Wave Velocity Correlations for Hungarian

Soils. In International Journal of Environmental, Chemical, Ecological,

Geological and Geophysical Engineering 11:(4) (old.: 338-347). World

Academy of Science Engineering and Technology.