Plaxis V.8.2 - Phần 8 pdf

Nguyễn Hồng Nam PLAXIS FINITE ELEMENT CODES Hà Nội, 1-2007 LỚP BỒI DƯỠNG NGẮN HẠN Ketcau.com Nguyễn Hồng Nam, 2007 2 Nội dung • Giới thiệu PlaxFlow • Các đặc điểm chung • Áp dụng • Bài t

Trang 1

Nguyễn Hồng Nam, 2007

1

TS Nguyễn Hồng Nam

PLAXIS FINITE ELEMENT CODES

Hà Nội, 1-2007

LỚP BỒI DƯỠNG NGẮN HẠN

Ketcau.com

2

Nội dung

• Giới thiệu PlaxFlow

• Các đặc điểm chung

• Áp dụng

• Bài toán ví dụ

• Kết luận

3

Giới thiệu PlaxFlow

• PlaxFlow là phần mềm độc lập phân tích dòng thấm phẳng

bão hoà/không bão hoà, ổn định và không ổn định

• Có thể tích hợp đầy đủ với Plaxis version 8 để phân tích

ứng suất và biến dạng (dòng thấm ổn định)

• Do công ty Plaxis phát triển (2002)

4

Đặc điểm chung

• PlaxFlow sử dụng mô hìnhVan Genuchtenvà Mô hình van Genuchten gần đúng cho dòng thấm qua đất (không) bão hoà

• Mô hình vật liệu: được định nghĩa theo 3 hệ thống phân loại đất phổ biếnHypes(châu Âu), USDA(Mỹ) vàStaring(Hà Lan)

• Các điều kiện biên phong phú: cột nước, biên đóng, lưu lượng vào,

ra, lượng mưa

• Điều kiện biên thay đổi thời gian

• Các thiết bị tiêu nước, giếng giảm áp, tường chống thấm

• Kết quả: trường dòng thấm, áp suất lỗ rỗng, cột nước, độ bão hoà

5

Mô hình van Genuchten

• Dòng chảy trong môi trường rỗng được mô phỏng theo định luật

Darcy

• qx, qy: lưu lượng đơn vị theo phương x,y

• kx, ky: hệ số thấm theo phương x,y

• φ: cột nước tổng

• y: cao độ vị trí

• p: ứng suất chất lỏng (p<0 đối với áp suất nén)

• γw: trọng lượng riêng của chất lỏng

x

k

q x x

∂

w

γ

φ= −

y k

q y y

∂

6

Mô hình van Genuchten Phương trình dòng thấm không ổn định, không bão hoà

Q t c y

q x

∂

∂ +

∂

∂ +

∂

x q

q x

∂

∂ +

x q

dy y q

q y

∂

∂ +

y q

p p sat

d

dS n c c

φ

φ ) ( +

=

sat rel S K k

K= ( )

(+ ) − 

− +

p a residu sat residu

S(φ) ( )1 ( |φ | 1

residu sat

residu e

S S S S S

−

=

2 1 1

1 1 ) ( ) (























 −

−



 − n n g g gt

e

k

Trang 2

7

Mô hình van Genuchten

8

Mô hình van Genuchten gần đúng

9

Ngân hàng dữ liệu vật liệu

(Hà Lan) Các hệ thống phân loại đất dựa vào thành phần hạt

10

Ngân hàng dữ liệu vật liệu

• Standard (Số liệu chuẩn): mô

hình van Genuchten gần đúng cho các vật liệu Hypres

• Hypres ( Hydraulic Properties

of European Soil: Các đặc tính thuỷ lực của đất châu Âu): hệ thống phân loại đất quốc tế

• USDA ( United State

Department of Agriculture: Bộ nông nghiệp Mỹ): hệ thống phân loại đất quốc tế

• Staring: Hệ thống phân loại đất

Hà Lan

Dữ liệu vật liệu

Standard Hypres USDA Staring

11

Điều kiện biên 1) Mực nước

2) Lưu lượng vào

3) Lưu lượng ra

4) Biên đóng

5) Cột nước

6) Giếng giảm áp

7) Vật thoát nước

8) Tường chống thấm

12

Biên mưa

Trang 3

13

Thấm xung quanh tường cừ

14

Tương tác Plaxflow-Plaxis V8 Dòng thấm trong Plaxis Version 8:

- dòng thấm ổn định

- chỉ là mô hình tuyến tính đơn giản Dòng ổn định không thích hợp khi mô phỏng thấm trong các trường hợp sau:

- Thay đổi mực nước (sông, thuỷ triều)

- Các hố đào khô trong thời gian xây dựng ngắn

- Bão hoà do mưa hoặc giảm bão hoà do bốc hơi bề mặt gây ra

Æ Có thể sử dụng kết quả tính theo PlaxFlow trong phân tích sử dụng Plaxis 8

15

Tương tác Plaxflow-Plaxis V8

Thủ tục tiến hành:

• Thiết lập bài toán trong Plaxis V 8 (không phải trong PlaxFlow)

• Nhập các dữ liệu hình học và điều kiện ban đầu

• Trong phần tính toán, xác định một giai đoạn tính toán mới

• Thiết lập thời đoạn (Chỉ cho phân tích dòng không ổn định!)

• Định nghĩa các giai đoạn xây dựng

• Xác định các điều kiện mực nước ngầm, sử dụng nút “GW Flow”Æ

PlaxFlow xuất hiện

• Áp lực lỗ rỗng được tính trực tiếp trong PlaxFlow, hoặc được tính sau

trong phần phân tích biến dạng

• Kiểm tra kết quả tính toán

16

Tương tác Plaxis-PlaxFlow

Thấm ổn định,

x/đ các đ/k mực nước trong giai đoạn xây dựng

Thấm không

ổn định, xác

định đ/k mực nước trong PlaxFlow

Thấm không ổn định, thời đoạn >0

Thấm không ổn định

áp dụng với tính toán dẻo và cố kết

17

Kết quả tính theo PlaxFlow

• Áp lực lỗ rỗng

• Trường dòng

• Cột nước

• Độ bão hoà

• Đồ thị, bảng biểu

• Các mặt cắt tính toán

• Phim

18

Bài toán ví dụ PlaxFlow-Plaxis 8

Phân tích ổn định hồ chứa trong các trường hợp sau:

• mực nước hồ cao

• Sau khi rút nhanh mực nước hồ

• Sau khi rút chậm mực nước

• mực nước hồ thấp Cần phân tích kết hợp PlaxFlow-Plaxis 8

Trang 4

19

Phân bố áp lực nuớc lỗ rỗng

20

Hệ số an toàn ổn định theo giai đoạn

SF at high reservoir level (1.7)

SF at low reservoir level (1.6)

SF after slow draw down (1.5)

SF after rapid draw down (unstable)

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

|U| [m]

Curve 1

21

Khởi động PlaxFlow

22

PlaxFlow Input

23

Toolbar (thanh công cụ)

24

Thực hành PlaxFlow

Phân tích dòng thấm dưới mũi tường cừ

Trang 5

25

Bài toán hố đào ven sông

Sơ đồ bài toán

Mô hình vật liệu Nguyễn Hồng Nam, 2007

26

Mô hình bài toán

Bài toán:

- Biến dạng phẳng

- Đối xứng

Phần tử đường đặc biệt (không thấm)

27

Thiết lập tổng hợp

28

Sơ đồ hình học

(0,0)

(0,20)

(32,0)

(32,13) (32,17) (32,20)

(22,5)

(22,20) (22,17) (22,13)

(20,8) Nút Well

Nút Screen

Đất sét

Đất cát

29

Nhập chỉ tiêu cơ lý lớp đất sét

30

Gán vật liệu sét cho lớp đất phía trên

Kéo và thả vào lớp đất phía trên

sét

Trang 6

31

Nhập số liệu lớp cát

32

Gán vật liệu cát cho lớp đất phía dưới

cát Kéo và thả vào lớp đất phía dưới

33

Tạo lưới phần tử hữu hạn

34

Điều kiện ban đầu

35

Đào lớp đất thứ 1

36

Đào lớp đất thứ 2

Trang 7

37

Giai đoạn 3

38

Kết quả tính toán giai đoạn 1

39

40

41

Kết luận

• PlaxFlow là phần mềm phân tích dòng thấm 2 chiều thuận tiện

• Tương tác đầy đủ với Plaxis 8

• Được áp dụng rộng rãi trong ngành Địa kỹ thuât và Thủy văn

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	577,8 KB