Bài giảng Khái quát về Plaxis - Nguyễn Công Mẫn

Nội dung text: Bài giảng Khái quát về Plaxis - Nguyễn Công Mẫn

1. Thanh công cụ định dạnghỡnh học L−ới • Các phần tử tamgiác 6nút 3điểm Ư S 6 nút,3điểm ƯS X X X 15nút X 12điểm Ư S X X 15 nút,12điểm ƯS X X X X X X X X X • Chuyển vị đ−ợc tính tạivị trí nút • ứng suất đ−ợc tính tạicác điểm tích phân Gauss
2. Thanh công cụ định dạnghỡnh học ð−ờng hỡnh học – biên vật lý của sơ đồ HH, sự không liên tục trong sơ đồ HH: t−ờng cừ ,ti trọng, phân cách gi a các tầng ủt, Plate (Tấm) Kết cấu mỏng có độ cứng chịu uốn v pháp h−ớng t−ơng đối lớn,(dùng Line)đ−ợc tạobởi các PTdầm.Vídụ:bn,t−ờng,vỏ (hầm). Thông số MH: EI v EA EI Bềdy: d = 12 eq EA Các PTtấm 3v 5nút có x x x x x x x x x x x x 2độ CVtự do:ux,uy v 1độ xoay tự dotrên mặt x,y. nút ì điểm ứng suất ðiểm ƯSnằm cách trên v d−ới đ−ờng tâm tấm một đoạn1/2d eq 3 Hinges( Bn lề ) v RotationSprings MHnối tiếp, xoay tự do(liên tục v không liên tục)tạigiao điểm các PTdầm
3. Thanh công cụ định dạnghỡnh học Geogrids PT3hay5nút,CV2độ tự do:u u ; x y x x x Vật liệu đnhồi tuyến tính; Không có độ cứng chịu uốn (EI),chỉ có độ cứng pháp h−ớng (EA chỉ chịu kéo,không chịu nén) x x x x x T−ơng tác ðất/Geogrid ⇒ dùng MH“Interfaces” Interface(Giao diện). Phần tử tiếp giáp có Nối tiếp gi a PT độ dy o,MHhoá kh năng tr−ợt gi a đất Interf v PTđất kết cấu tấm, ng ăn cn dòng thấm vuông góc với PTtrong phân tích thấm v cố kết ì ì ì ì ì ì ì ì thấm. nút Xđiểm ứng suất Tính chất vật liệu,đặc tr−ng bởi Cinter ⇒ hệ số triết gi m:Cinter =Rinter .Csoil và tan ϕinter =Rinter tan nsoil với: Interactionsand/steel Rinter ≈ 2/3 Interactionclay/steel Rinter ≈ 0,5 Interactionsand/concrete Rinter ≈ 1 0,8 Interactionclay/concrete Rinter ≈ 1 0,7 Interactionsoil/geogrid Rinter ≈ 1,0(interfacemaynotberequired) Interactionsoil/geotextile Rinter ≈ 0,9 0,5(foil,textile)
4. *MHHphần tử mặt tr−ợt theo SIGMA/W ý nghi hỡnh học,vật lý của phần tử mặt tr−ợt 1. L phần tử tứ giác 4nút,t−ơng đối mỏng,chỉ có tác dụng vật lý 2. Có sức chống nén (độ cứng pháp h−ớng:Knormal )v sức chống tr−ợt (Kshear ),đ−ợc định nghĩa nh− sau: Lực Lực K = K = normal biến dạng đợn vị theo bề dy shear biến dạng đợn vị theo chiều di Chú thích: • Giá trị thực tế của K v K không quan normal shear y y’ 3 X’ i trọng; c d Trụ β • Khi ứng dụng để phân tích,th−ờng lấy Knormal v 4 2 Kshear nh− sau: a. K có giá trị lớn để chỉ mặt tr−ợt không nén; normal 1 b. Kshear có giá trị nhỏ để biến dạngtr−ợt có thể xảy ra trên mặt đó; X c. Khi xảy sự kéo trên mặt đó (−.spháp âm),lấy Knormal v Kshear bằng không.
5. Một ví dụ MHHsự lm việc của GEOGRID Geogrid
6. Một ví dụ MHHsự lm việc của GEOGRID Tác dụng của w ⇒ nén v chuyển vị theo h−ớng τττ Gia cố Geofabric nhằm cân bằng trở lạicó dự tr ữ w w Chiều di liên kết Gia cố Geofabric βββ Chiều di hiệu quả σσσ τττ Chiều di hiệu quả Lực gia cố tấm dệt ðKT= x Tổng sức chống lý thuyết Chiều di liên kết
7. Thanh công cụ định dạnghỡnh học NodeToNodeAnchors . ðể MH neo,cột v thanh chống. Phần tử đndẻo Nối hai điểm hỡnh học ðặt ứng suất tr−ớc. Neogi ƯD:anchor,column,rod FixedEndAnchors . ðể MH neo,thanh ch ng,cột chống Phần tử đnhồi; Một đầu đặt vo vật hỡnh học,đầu kia đặt cố định ðặt theo góc tuỳ ýv có thể tạoứng Thanh ch ng suất tr−ớcà • "Tunen". Tạomặt cắttunen tiết diện tròn hoặc không tròn:vỏ chống v giao diện. Cửa sổ "TunnelDesigner"cho tạo"Input". • Cho 3loạiPP:BTM(BoreTunnelmachine, NATMTunnel( NewAustrianTunnelingMethod ) vTunnel đothủ công.à
8. Thanh công cụ định dạnghỡnh học PrescribedDisplacement (Chuyển vị quy định) ðặt vo MH để kiểm soát chuyển vị của một điểm (Standard)Fixities – MHchuyển vị bằng không.Phân biệt ux =0,uy =0 v ux =uy =0.Vídụ:dùng để mô phỏng bi toán cửa lt. RotationFixities( định vị xoay) MHgắnđộ tự doxoay của một tấm quanh trục z.
9. Thanh công cụ định dạnghỡnh học Ti trọng tập trung A. Theomặc định, Ti trọng phân bố A. các giá trị đ−a vo lấy bằng 1. Tăng ti bằng (∑MloadA hay ∑MloadB) Inputwindowforpointload Inputwindowfordistributedload Drains(Tiêu thoát n−ớc). Mô phỏng các đ−ờng trong MHhỡnh học tại đó áplực n−ớc lỗ rỗng d− ly bằng 0. Lựa chọn ny chỉ dùng khi phân tích cố kết thấm hoặc tính dòng thấm của n−ớc d−ới đất. Well(Giếng). Mô phỏng các điểm quy định trong MHhỡnh học tạiđó l−u l−ợng bị rút đitừ nguồn hoặc bù vo khối đất.
10. Thanh công cụ MHHvật liệu và định dạnghỡnh học Tạolập v gán các tệp d liệu • Vo các thông số MHcủa “datasets” trong “database” vật liệu • Gán tệp d liệu cho các thnh phần hỡnh học (clusters) bằng “dragv drop” Tạol−ới các PTHH2D • Hon ton tự động tạol−ới trong MHhỡnh học • Lựa chọn lm mịn tổng thể v cục bộ l−ới Tạol−ới các PTHH3D MH3D –Tunnel MH3D – Foundation
11. Lập các điều kiện banđầu • Tạolập ápsu t lỗ rỗng banđầu bằng đ−ờng mặt n−ớc ho c từ tính thấm:nhập TL ðVcủa n−ớc v lập cao tr ỡnh đ−ờng mặt n−ớc tr−ớc khi tạolập ápsuất n−ớc lỗ rỗng ActivePorePressure
12. Lập các điều kiện banđầu • Chuyển nút: tạolập ƯSbanđầu v “geometrymode” Lập dạnghỡnh học banđầu Tạolập các ứng suất banđầu (K 0 procedure) InitialStresses
13. Công cụ định dạnghỡnh học của PLAXIS3DTunnel không có drain,well Mới
14. Công cụ định dạnghỡnh học của PLAXIS3DFoundation Mới
15. Công cụ định dạnghỡnh học của Plaxis PlaxFlow Cửa sổ chính
16. 1.2. Calculation Progr Tính toán &phân tích Chuyển sangthanh công cụ chung – Tính toán • Tính toán theo đnhồi,cố kết,triết gi m Phi/cv phân tích động • Cập nhật l−ới • Nhập gia ti:“Multipliers” haylập “Staged Construction” • Thay đổi điều kiện mực n−ớc • Các pha tính có thể xác định tr−ớc v thực hiện tức thời
17. Lấy v gán d liệu vo MHHH Lm mịn l−ới Tính toán – phân tích
18. 1.3. Output – Curves Xem kết quả • Xuất đồ thị v bng của các giá tr chuyển vị,ứng suất v các lực kết cấu • Các “Output” trong các mặt cắt • Có thể mở đồng thời các cửa sổ “output” để sosánh – đối chiếu các kết qu
19. Vídụ một số outputPlaxis 8.2
20. Vídụ một số outputPlaxis 8.2
21. Vídụ một số outputPlaxis 8.2 Thecurvesaregeneratedonthebasisoftheselectedoption. Inthisexamplethedisplacementissetagainsttheprogressofexcavation
22. 2.Các loạibài toán trong PLAXIS 2.1.Bi toán biến dạngphẳngv đối xứng trục, tích hợp với PlaxFlow để xét nh h−ởng thấm y σσσyy σσσ σσσ yx yz σσσxy σσσzy σσσxx Χ σσσ σ zx σσσ σσzx z zz biến dạngphẳng đối xứng trục • Hệ quy chiếu BTphẳng:MHđ−ợc tạotrên mặt x,y;z ph−ơng tiếp tuyến. BTđối xứng trục:x tọa độ bán kính,y tọa độ trục, • Quy −ớc dấu Ư.S&lực nén,ALlỗ rỗng: âm. Ư.S&lực kéo: D−ơng • đơnvị dùng: Hệ SI(Hệ đơnvị quốc tế)v hệ Anh Mỹ • Gia tốc,trọng l−ợng v khối l−ợng : g=9,8m/sec 2;m= γ/g;
23. L−ới các phần tử • Bộ PMPlaxis đ−ợc xây dựng theo ph−ơng pháp PTHH: Các ph ươ ng tr ỡnh toán học liên tục => các ph−ơng tr ỡnh đạisố,bao gồm các đạil−ợng cần tỡm tạitừng điểm riêng trong vùng xét ==> lưi các PT. Các PTPTHHđ−ợc giải sao giảm thiểu đ−ợc sai số để cho lời giải gần đúng L−ới các PT==> tamgiác:điểm,đ−ờng v l−ới MHH2D Plaxis Có 2lựa chọn số PT :PT6nút v PT15nút Footing 3điểm width=B 6nút X Ư S X X Node 12điểm 15nút X Gausspoint X X Ư S X X X X X X X X X Sau khi lập xong MH hỡnh học ⇒⇒⇒ tự sinh l−ới ==> tự sinh l−ới Mặt cắtxy L−ới 2D
24. L−ới các phần tử MHH2D – PlaxFlow – Trong phân tích thấm,PlaxFlow vẫn dùng “Planestrain” để “tích hợp” với MH2Dcủa Plaxis V8 [t−ơng tự SEEP/W SIGMA/W],songPlaxFlow luôn dùng PT3nút,1điểm ƯS. nút điểm ứng suất 3điểm Ư S 6nút PT6nút thnh X 4PT3nút X X Plaxis PlaxFlow 12điểm Ư S PT15nút thnh 15nút X X X X 16PT3nút X X X X X X X X
25. Vídụ tích hợp các PT PT3nút PT6nút 4PT3nút PT15nút 16PT3nút
26. L−ới các phần tử 2.2.Bi toán 3D MHH3D –Tunnel ⇒⇒⇒ tự sinh l−ới Tạochiều thứ 3cho MH L−ới 2D bằng "zplanes"v "slices“ Mặt cắtxy Tự sinh l−ới y x x x x x x Tấm 15nút x ⇒⇒⇒ z Dùng chung cho c 3DTunnel L−ới 3D v 3DFound.
27. L−ới biến dạngtrong khi đotheo giai đoạn Hầm tiết diện tròn Movie:L−ới biến dạngDeformedmesh⇒⇒⇒ cobúp mt ct trong quỏ trỡnh ủào
28. L−ới biến dạngtrong khi đotheo giai đoạn ð−ờng hầm NATM Phân bố các ứng suất hiệu qu Lưi bi n dng và quá tr ỡnh đo quanh đ−ờng hầm trên một mặt ðưng hm NATM ph ng vuông góc với trục hầm (NewAustrianTunnelingMethod)
29. MHH3D – Foundation y σσσ WorkPlan yy σσσ σσσ yx yz σσσxy σσσzy x σσσxx σσσzx σσσzx z σσσzz 3 12 ì 9 1 8 6 ì η 4 1 7 10 ì2 15 ζ 2 ξ ì3 ì 14 WorkPlan 5 4 ì6 11 13 Window 5 PTnêm 15nút, 6điểm ƯS BoreHole Window Shadingsoftotaldisplacements
30. 3.MHHtính chất vật liệu Cỏc MHvà thông số mô hỡnh dùng trong Plaxis Thông số ðộ bền ðộ cng ref φ c Ψ ν Eoed E50 m λ* k* * Mô hỡnh (ủ) (kPa) (ủ () (kPa) (kPa) () () () () ) LinearElasticM X X X MohrCoulomb M X X X X (X) X Hardeningsoil M X X X X X X X SoftSoilCreepM X X X X X X X SoftSoil(CamClay) X X X X X X
31. ứng dụng các MHvật liệu Mô hỡnh vật liệu Phạmviápdụng Mohr Hardening SoftSoil Soft Soil Coulomb M SoilM Creep M M Khối đắp X X X Hố đo X Tunen X X Tính lún X X TNOedomet X X TNnén ba trục X X X Phụ thuộc thời X X gian (Creep)
32. 4.MHHđặc điểm v điều kiện lm việc của đất 4.1. ápsuất lịch sử hiện tr−ờng AStiền cố kết InitialPreconsolidation Stress ⇒⇒⇒ AdvanceModel OverConsolidationRatio y σ ′p σσσ’p OCR = (2.1) σ ′0 0 y σ 'y 0 POP = σ ′p −σ 'y > 0 Quá cố kết PreOverburdenPressure ′ σ p 0' OCR = >1 ′ 0 0 σ y POP = σ p −σ 'y < 0 σ 'yy 0 ′ (2.2) Quá cố kết POP = σ p −σ 'y σσσ’p Dùng cho MHđất mềm yếu (từ biến)v MHđất tăng bền
33. 4.MHHđặc điểm v điều kiện lm việc của đất 4.2.MHhóa tính chất “undrained” theo Plaxis 1.ðK thoátn−ớc Phântíchtheo Ư.Shiệuquả: tínhchấtvậtliệu: undrained dùngthôngsố độ bềnchốngcắt ⇒ hiệuquả:c', ϕϕϕ', ψψψ' thôngsố độ cứng ⇒ hiệuquả:E50′ , ννν' 2. ðK khôngthoátn−ớc Tiếpcậntheohaicáchsau: 2.1.Phântíchtheo −.s tổng Dùngthôngsố độ bềnchốngcắtkhôngthoátn−ớcc =c u, ϕ =0, ψ =0 thôngsố độ cứngE u, νu 2.2.Phântíchtheo Ư.Shiệuquả (PLAXISkhuyếnnghịdùng): Tínhchấtvậtliệu: undrained Thôngsố độ bềnchốngcắt ⇒ hiệuquả: c', ϕϕϕ', ψψψ‚ cóxétt−ơngtác n−ớclỗ rỗngv cốtđất.Khigiat ikhôngthoátn−ớc,biếndạngthể tíchrấtnhỏ 2 Thôngsố độ cứng: E′= 1( + v′)Eu Gu = G′ = G (ν′ =0.3to0.35) 3