Bài giảng mô hình hoá trong PLAXIS

1
Mô hènh hoá trong plaxis
2004
Plaxis
3D Found
2003
Plaxis
PlaxFlow
2002
Plaxis
V.8
2001
Plaxis
3D
Tunnel
2000
Plaxis
Dynamics
1990
Plaxis
V.3
1987
Plaxis
V.1
Nm
Tờn
Sự phát triển PM Plaxis đơc bắt đầu từ 1987 tại đH công nghệ
Delff - Hà Lan. Phiên bn Plaxis V.1 ban đầu đợc lập nhằm mục
đích phân tích các bài toán ổn định đê biển và đê sông tại các
vùng bờ biển thấp tại Hà Lan. GS. R.B.J Brinkgreve và P.A
Vermeer là nhng ngời khởi xớng.

Nam1993 Công ty PLAXIS BV đợc thành lập và từ nm1998,
các phần mềm PLAXIS đều đợc xây dựng theo phần tử hu hạ
n
Bộ PM Plaxis hiện nay
2
Plaxis 3D Foundation - V.1 - Phân tích biến dạng và
ổn định các móng bè, móng cọc và công trinh biển theo
PTHH.
Plaxis V.8 - 2D Phân tích biến dạng và ổn định các bài
toán đKTtheo PTHH - 2D, trờng hợp đất bão hòa và
không bão hòa;
Phân tích động lực theo PTHH - 2D do tác động nhân
tạo và động đất gây ra - Không xét đợc hóa lỏng trong MT;
Plaxis PlaxFlow - V.1 - Phân tích thấm trong môi trờng
đất đá theo PTHH - 2D. Bài toán thấm ổn định và không
ổn định, môi trờng đẳng hớng và bất đẳng hớng;
Plaxis 3D Tunnel V.2 - Phân tích biến dạng và ổn định
theo bài toán ba chiều trong thiết kế đờng hầm theo PTHH;
B phần mềm PLAXIS hiện nay
3
LỚP chuyÓn giao PLAXIS V.7
cho ðẠI HỌC THỦY LỢI
29/10 – 2/11/2001
[ChÝnh phñ Hµ Lan tµi trî]
4
¶nh ®¨ng trong Plaxis Bulletin N0 12 – June 2002
5
Líp SV ð¹i häc Thuû lîi
5 ÷
÷÷

÷ 7/01/2007
6
Líp SV ð¹i häc Thuû lîi 5 ÷
÷÷
÷ 7/01/2007
7
Líp SV ð¹i häc Thuû lîi5 ÷
÷÷
÷ 7/01/2007
8
ơn vị dùng trong Plaxis
[lb]
[lb/in]
[psi]
[psi]
[kN]
[kN/m]
[kPa]
[kPa]
Lực tập trung
Ti trọng tuyến
Ti trng phân b
ứng suất
Lực và ứng suất
[psi]
[psi]
[độ]
[độ]
[lb/cu in.]
[in/sec]

[kN/m
2
] = [kPa]
[kPa]
[độ]
[độ]
[kN/m
3
]
[m/ngày]
Môđun Young
Lực dính đơn vị
Góc ma sát
Góc chy
Trọng lợng đv
Hệ số thấm
Tính chất vật liệu
[in]
[in]
[m]
[m]
Toạ độ
Chuyển vị
ơn vị hỡnh hc
[in]
[lb]
[sec]
[m]
[kN]
[ngày]

Chiều dài
Lực
Thời gian
ơn vị cơ bn
Hệ MỹHệ SIại lợngLoi ủơn vị
[ft3/sec]
[ft/sec]
[m3/day]
[m/day]
Lu lợng giếng
Thấm biên
Thấm
9
Khái quát về mô hỡnh hoá
Thiết lập sơ đồ công trỡnh
Lập sơ đồ hỡnh học
Lập lới PTHH
Xác định các điều kiện ban đầu
Xác định các giai đoạn tính toán
Tính toán [Calculation P]
Hiển thị, kiểm tra các kết qu tính toán [Output, Curve]
Input Program
10
ịnh dạng hỡnh học cho bài toán
Sơ đồ hỡnh học bài toán đợc xác định nhờ:
Các điểm, đờng và cụm (cluster - đơn nguyên)
Các tầng đất, phần tử kết cấu và các ti trọng.
iểm
Xác định điểm đầu và cuối các đờng
ịnh vị các neo

Lập các lực điểm (tập trung)
Cố định điểm
Làm mịn cục bộ lới PTHH
11
Cụm (đơn nguyên)
Vùng khép kín để tự động sinh lới
Xác định tính đồng chất của đất đá
ờng
Xác định các đờng biên vật lý của dạng hỡnh học
Xác định các gián đoạn trong MH hỡnh học nh:
- Tờng cừ, ti trọng phân bố
- Phân cách các lớp đất đá khác nhau hay các giai đoạn
thi công
Vậy một đờng có nhiều chức nng hoặc tính chất
ịnh dạng hỡnh học của bài toán
12
Lới
Các phần tử tam giác 6 nút hay 15 nút
Chuyển vị đợc tính theo vị trí nút
ứng suất đợc tính tại các điểm tích phân Gauss
ịnh dạng hỡnh học của bài toán
Các cửa sổ (menu và toolbar)
Tuỳ theo mỗi phần mềm, Plaxis có các menu và công cụ
tơng ứng nêu trong cửa sổ chính của thuộc mỗi phần mềm
13
Input program
ðÞnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n
14
Plaxis V.8
Cöa sæ chÝnh cña Input

- ðèi t−îng hình häc (geometry)
- Văn bản (text)
- Th«ng sè m« hình
- Lùa chän MH ®Êt
C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n
Input program
15
Input program
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
Lập MH hỡnh học
Tạo lập và gọi các tệp d liệu
Tạo lới PTHH
Lập các điều kiện ban đầu
16
Plate (Tấm) - Kết cấu mỏng có độ cứng chịu uốn và pháp hớng tơng
đối lớn, (dùng Line) đợc tạo bởi các PT dầm. Ví dụ: bn, tờng, vỏ (hầm).
z
Thông số MH: EI và EA
Bề dày:
Các PT tấm 3 và 5 nút có
2 độ CV tự do: u
x
, u
y
và
1 độ xoay tự do trên mặt x,y.
iểm ƯS nằm cách trên và dới đờng tâm tấm một đoạn 1/2d
eq
3
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán

Hinges (Bn lề) và Rotation Springs (Lò so xoay)
MH nối tiếp, xoay tự do (liên tục và không liên tục)
tại giao điểm các PT dầm
Lập MH hỡnh học
17
Nối tiếp gia PT
Interf và PT đất
Interface (Giao diện). Phần tử nối tiếp có
độ dày o, MH hoá sự trợt gia đất - kết
cấu tấm, ngn cn dòng thấm vuông góc
với PT trong phân tích thấm và cố kết
thấm.
Tính chất vật liệu, đặc trng bởi C
inter
hệ số triết gim: C
inter
= R
inter
. C
soil
v
tan
inter
= R
inter
ã tan n
soil
với:
Interaction sand/steel = R
inter

2/3
Interaction clay/steel = R
inter
0.5
Interaction sand/concrete = R
inter
1.0 - 0.8
Interaction clay/concrete = R
inter
1.0 - 0.7
Interaction soil/geogrid = R
inter
1.0 (interface may not be required)
Interaction soil/geotextile = R
inter
0.9 - 0.5 (foil, textile)
Geogrids - PT 3 hay 5 nút, CV 2 độ tự do: u
x
u
y
;
- Vật liệu đàn hồi tuyến tính;
- Không có độ cứng chịu uốn (EI), chỉ có độ cứng
pháp hớng (EA - chỉ chịu kéo, không chịu nén)
- Tơng tác ất/Geogrid dùng MH Interfaces
nút
X
điểm Ư S
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
18

VÝ dô sö dông GEOGRID
Geogrid
19
Node-To-Node Anchors. ể MH neo, cột và thanh chống.
- Phần tử đàn dẻo
- Nối hai điểm hỡnh học
- ặt ứng suất trớc.
ƯD: anchor, column, rod
Fixed-End Anchors. ể MH neo, thanh chng, cột chống
- Phần tử đàn hồi;
- Một đầu đặt vào vật hỡnh học, đầu kia đặt cố định
- ặt theo góc tuỳ ý và có thể tạo ứng suất trớc
strut
Ví dụ mô hỡnh hoá Ground Anchor
Input geometry Generated mesh
Axial forces in ground anchor
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
20
"Tunen". Tạo mặt cắt tunen tiết diện tròn
hoặc không tròn: vỏ chống và giao diện.
Cửa sổ "Tunnel Designer" cho tạo"Input".
Cho 3 loại tunen: Bore Tunnel, NATM
Tunnel (
New Austrian Tunneling Method
) và
Tunnel ngời dùng tự lập.
Prescribed Displacement
(Chuyển vị quy định) ặt vào MH
để kiểm soát chuyển vị của một
điểm

(Standard) Fixities MH chuyển vị bằng không. Phân biệt u
x
= 0, u
y
= 0
và u
x
= u
y
= 0. Ví dụ: dùng để mô phỏng bài toán cửa lt.
Rotation Fixities (định vị xoay) - MH gắn độ tự do xoay của một tấm
quanh trục z.
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
21
Theo mặc định,
các giá trị đa
vào lấy bằng -1.
Tng ti bằng
(MloadA hay
MloadB)
Ti trọng phân bố A.
Input window for distributed load
Input window for point load
Ti trọng tập trung A.
Drains (Tiêu thoát nớc). Mô phỏng các đờng trong MH hỡnh học tại
đó áp lực nớc lỗ rỗng d ly bằng 0.
Lựa chọn này chỉ dùng khi phân tích cố kết thấm hoặc tính dòng thấm
của nớc dới đất.
Well (Giếng). Mô phỏng các điểm quy định trong MH hỡnh học tại đó
lu lợng bị rút đi từ nguồn hoặc bù vào khối đất.

Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
22
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
Tạo lập và gọi các tệp d liệu
Vào các thông số MH và data sets trong data base
vật liệu
Gọi tệp d liệu cho các thành phần hỡnh học bằng
drag và drop
Tạo lới các PTHH
Hoàn toàn tự động tạo lới dựa trên MH hỡnh học
Lựa chọn làm mịn tổng thể và cục bộ lới
23
Lập các điều kiện ban đầu
Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán
Tạo lập áp sut lỗ rỗng ban đầu bằng đờng mặt
nớc hoc từ tính thấm
Lập dạng hỡnh học ban đầu
Tạo lập các ứng suất ban đầu (K
0
procedure)
Chuyển nút: ƯS ban đầu và geometry mode
24
Tính toán theo đàn hồi, cố kết, triết gim Phi/c và phân tích động
Cập nhật lới
Nhập gia ti: Multipliers hay Staged Construction
Thay đổi điều kiện mực nớc
Các pha tính có thể xác định trớc và thực hiện tức thời
Xác định các pha tính toán
Calculation
25

Ch−¬ng trình xem – kiÓm tra kÕt quả