Numeric analysis of large penetration of the cone in undrained soil using FEM

Abstract

Numeric analysis of the large penetration of the cone in undrained soil using finite element method (FEM) is presented. Until now the computation procedures has not been developed to such an extent, that they could provide numerical solution of large cone penetration problem. In this paper for solving of the large cone penetration problem an updated Lagrangian formulation and finite element method are used. To overcome large distortion of the finite element geometry during cone penetration leading to illconditioning equations a remeshing technique is developed. The proposed remeshing technique enables the simulation of the penetration process until steady cone penetration is reached. The analysis of the cone penetration in undrained soil is provided. The comparison of current numerical results and other authors' results are presented.

Pateikiama kūigio didelės penetracijos skaitinė analizė nedrenuotame grunte taikant baigtinių elementų metodą (BEM). Šiuo metu skaitinės procedūros dar nėra tiek ištobulintos, kad jas tiesiogiai galima būtų taikyti didelės kūgio penetracijos problemai spręsti. Šiame darbe šiai problemai spręsti taikoma modifikuota Lagranzo formuluotė ir baigtinių elementų metodas. Siekiant išvengti didelio baigtinių elementų geometrijos išsikraipymo, atsirandančio suteikiant kūigiui didelius poslinkius, vedančio prie algebrinių lygčių matricų singuliarumo, sukurta tinklo pergeneravimo technika, kuri leidžia taikyti penetracijos proceso simuliaciją, kol gaunama nusistovėjusi kūigio penetracija. Taikant šią techniką atlikta kūigio penetracijos analizė nedrenuotame grunte. Pateiktas gautų skaitinių rezultatų ir kitų autorių rezultatų palyginimas.