Nghiên cứu ứng xử đất sau tường cọc bản áp dụng tính toán các công trình ven sông trong vùng đất yếu bằng phương pháp PTHH 04

Nghiên cứu ứng xử đất sau tường cọc bản áp dụng tính toán các công trình ven sông trong vùng đất yếu bằng phương pháp PTHH

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN TƯỜNG CỌC BẢN

PILE-WALL

1/GIỚI THIỆU CHUNG

a/ Khả năngười chương trình

-Phân tích ứng xử đồngười thời của nền đất và hệ kết cấu tường cọc bản (tường cọc bản ,thanh chống, thanh neo)

-Phân tích theo mô hình nền Cam-clay trong điều kiện thoát nước với bài toán đào đất

- Kết quả phân tích được quan sát trên cửa sổ giao diện và dạng file có đuôi OUT

b/ Khởi động chương trình

Pile_wall là chương trình chạy trong môi trường window sử dụng ngôn ngữ lập trình MATLAB.Khởi động chương trình như sau:

-Cách 1:Start ⇒ Programs ⇒ Matlab

-Cách 2: nhấp vào biểu tượng

-Chuyển qua thư mục < LUAN VAN NOP > rồi đánh vào pile_wall

c/Hệ đơn vị

-Đơn vị chiều dài mét (m)

-Đơn vị lực kilôniuton (KN)

Hình 1 Kích thước trục khảo sát và

hệ thống đơ vị

2/ MENU FILE

Dùng quản lý tập tin, tạo bài toán mới,truy xuất dữ liệu…

a/ New

Chức năng: Tạo mô hình kết cấu mới

Thao tác: File ⇒ New

Hình 2 Giao diện chính của chương trình

Hình 3 Menu file

b/ Open

Chức năng: Mở file đã có

Thao tác: File ⇒ Open

c/ Save

Chức năng: Lưu file

Thao tác: File ⇒ Save

c/ Save as

Chức năng: Lưu file

Thao tác: File ⇒ Save as

d/ Output

Chức năng: Truy xuất dữ liệu

Thao tác: File ⇒ Output

3/MENU EDIT

Chức năng: Tạo tỷ lệ

Thao tác: Edit ⇒ Scale

Hình 4 Menu truy xuất dữ liệu

4/MENU VIEW

Chức năng :

Dùng quan sát các đối tượng mô hình kết cấu như : lưới, tải trọng, nút phần tử, điểm gauss,…

-Meshs :Thể hiện lưới phần tử tùy theo trang thái cần xem

-Domain :Phạm vi miền khảo sát và thể hiện từng loại vật liệu khác nhau

- Stucture : Thể hiện kết cấu

-Phreatic line :Thể hiện mực nước ngầm

-Load : Thể hiện tải trọng theo phương ngang và phương đứng

-Fixities : Thể hiện điều kiện biên

-Elements : Thể hiện phần tử

-Nodes : Thể hiện nút phần tử

-Stress points : Thể hiện các điểm tích phân

-Element numbers : Thể hiện số thứ tự phần tử

-Node numbers :Thể số thứ tự nút phần tử

-Stress point number : Thể hiện số thứ tự điểm tích phân

-Material set number : Thể hiện số thứ tự đặt tru6người vật liệu

Hình 6 Menu View

5/MENU INPUT

Chức năng:

Dùng để nhập dữ liệu bài toán bao gồm :kích thước hình học,đặc trưng vật liệu, điều kiện biên,…

a/Geometry

Chức năng: Nhập vào kích thước hình học

Thao tác: Input ⇒ Geometry

Hình 7 Menu input

-B1 : Bề rộng trước tường

-B2,B4 : Bề rộng sau tường

-B3 : Bề rộng đặt tải

- Water level : cao độ mực nước ngầm

-Excavation : Chiều sâu đào đất

+ Total of blocks : số giai đoạn thi công

+ Height of block : chiều sâu từng giai đoạn thi công

-Anchors : Nhập vào số thanh neo và tọa độ của nó

+ Total of anchors : tồng số thanh neo

+ X1,X2,X3: tọa độ x của thanh neo

+Y1,Y2,Y3 : tọa độ y của thanh neo

-Strut : Nhập vào số thanh chống va tọa độ của nó

-Layer thickness : Chiều dày từng lớp đất

-Layer name : Tên từng lớp đất

-Length of pile wall : Chiều dày tường cọc bản

Hình 8 Menu Geometry

Hình 9 Menu chiều sâu cần đào

Hình 10 Menu thanh neo

+ Total strut : tổng số thanh chống

+ Y gcoord : cao độ thanh chống

- Layres.No : Tổng số lớp đất

-LSQ None (consolidating) : Loại phần tử tứ giác 8 điểm nút, không phân tích cố kết -LSQ consolidating : Loại phần tử tứ giá 8 điểm nút có phân tích cố kết

-Create Mesh : Tạo lưới

b/ Soil_interfaces

Chức năng: Nhập các đặc trưng vật liệu phần tử đất và phần tử tiếp xúc

Thao tác :Input ⇒ Soil_interfaces

-Material zone number : Số thứ tự đặc trưng vật liệu từng vùng

Hình 11 Menu thanh chống

Hình 12 Menu đặt trưng vật liệu đất

-Material zone name : Tên từng lớp đất

-Soil model : Mô hình phân tích (trong phần mềm này chỉ dùng mô hình Cam-Clay cải tiến)

-Soil condition : Điều kiện bài toán thoát nước, không thoát nước, cố kết (trong phần mềm này chỉ dùng cho điều kiện thoát nước)

-Kappa :Kệ số nén hoặc nở lại κ

-Lamda : Hệ số nén đẳng hướng λ

-ecs : Hệ số rổng tới hạn

-M : Hệ số góc đường tới hạn

-G or poission : Môdun chống trượt G hoặc hệ số ν

-Gama w : Trọng lượng riêng của nước

-Gama soil : Trong lượng riêng của đất

-K0 :Hệ số áp lực ngang

c/ Beam

Chức năng : Nhập các đặc trưng vật liệu của dầm

Thao tác : Input ⇒ Beam

+EI :Độ cứng trên moat đơn vị bề rộng

+EA : Độ cứng dọc trục

+W :Trọng lượng riêng của dầm (đẩy nổi)

+d : Chiều dày tương đương của dầm tự động tính

EA

EI

d = 12

Hình 13 Menu đặc trưng vật

liệu dầm

+poission : Hệ số poission

d/Strut

Chức năng :Nhập đặt trưng vật liệu thanh chống

Thao tác: Input ⇒ Strut

EA : Độ cứng dọc thanh chống

L : Chiều dài thanh chống

e/Fixities

Chức năng : Nhập điều kiên biên

Thao tác: Input ⇒ Fixities

Left edge : Biên bên trái

Right edge : Biên bên phải

Top edge : Biên trên

Bottom edge : Biên dưới

Hình 14 Menu đặc trưng vật liệu

thanh chống

Hình 15 Menu điều kiên biên

+ X diection : khóa theo phương x

+ X value : nhập vào giá trị cần khóa vào phương x

+ Y diection : khóa theo phương y

+ Y value : nhập vào giá trị cần khóa vào phương y

+ Pore pressure : điều kiện biên về áp lực nước lổ rổng

6/MENU INITIAL

Chức nằng: Tính trạng thái ứng suất ban đầu bao gồm các thành phần sau :σ’x, σ’y, σ’z , e, pc ,p, q…

Hình 16 Menu giá tri điều kiên biên

Hình 17 Menu thể hiện ALNLR

Hình 18 Menu thể hiệ tính US hữu hiệu

7/MENU ANALYSIS

Chức năng :thực hiện quá trình phân tích bài toán nhập số bước increment trong

từng block, tải trong theo phương đứng và phương ngang trong từng block

a/ Constructions

Chức năng : Bài toán loại thi công đào đất

Thao tác : Analysis ⇒ Construction

c/Increment Block information

Chức năng : nhập số increment, tải trọng theo phương đứng và phương ngang trong từng giai đoạn thi công

Hình 19 Menu thể hiện điều kiện cân bằng trạng thái US ban đầu

Hình 20 Menu analysis

Hình 21 Menu Excavation

+Number of block : số bước thi công

+Name of block : tên bước thi công

+Horizontal load :tải trọng theo phương ngang trong block đó

+Vertical load : tải trọng theo phương đứng trong block đó

+ Time of block : thời gian thực hiện trong block đó (dùng cho quá trình phân tích cố kết)

+ Number increment block : số bước gia tải trong 1 block

+ Total increment : tồng số increment trong tất cả các block

c/ Run analysis

Chức năng : thực hiện quá trình tính toán

Thao tác : Analysis ⇒ Run analysis

+Current block : block hiện tại đang phân tích

+Current increment : đang phân tích increment hiên tại trong block

+ Equilibrium check : kiểm tra điều kiên cân bằng trong increment hiện tại +Total increment : tổng số increment trong tất cả các block

+Total increment block : tổng số increment trong block hiện tại đang phân tích

+Maximum balance :điều kiện cân bằng lớn nhất

+Horizontal load: tải trọng theo phương ngang của block đang phân tích +Vertical load: tải trọng theo phương đứng của block đang phân tích

Hình 22 Menu Analysing

Hình 23 Menu thông quá trình tính toán

+Element chỉ phần tử trong increment đang phân tích có p âm (Negative stress point ) hoặc đạt trạng thái tới hạn (Critical state point)

+Total negative point : tổng số điểm tích phân có giá trị p âm

+Total critical point : tổng số điểm tích phân đạt trạng thái tới hạn

+Calculation : thực hiện quá trình tính toán

8/ MENU RESULTS

Chức năng : xem kết quả quá trình tính toán bao gồm: lưới biến dạng , trường

chuyển vị,trường biến dạng, ứng suất hữu hiệu, moment,lực cắt, chuyển vị theo phương đứng,phương ngang …

+Deformed mesh : biến dạng của lưới

+ Total displacements : véctơ trường chuyển vị tổng hợp

+ Horizontal displacements : véctơ trường chuyển vị theo phương ngang

+ Vertical displacements : véctơ trường chuyển vị theo phương đứng

+Total block : véctơ trường chuyển vị trong giai đoạn thi công muốn xem xét +Horizontal block : véctơ trường chuyển vị theo phương ngang trong một giai đoạn thi công

+Vertical block : véctơ trường chuyển vị theo phương đứng trong một giai đoạn thi công

+Total strains : tổng biến dạng tương đối

+Strain blocks : biến dạng tương đối trong một giai đoạn thi công

+Effective stresses : ứng suất hữu hiệu

+ Total stresses : ứng suất tổng

+ Plastic points : chỉ ra điểm dẻo

Hình 24 Menu kết quả

+ Beam : xem moment, lục cắt, chuyển vị theo phương đứng và phương ngang của dầm

• Total displacements :vecùtơ chuyển vị tổng hợp của dầm

• Horizontal displacement :véctơ chuyển vị theo phương ngang của dầm

• Vertical displacements : véctơ chuyển vị theo phương đứng của dầm

• Total displacements block : vecùtơ chuyển vị tổng hợp của dầm trong từng giai đoạn thi công

• Horizontal displacement block : vecùtơ chuyển vị theo phương ngang của dầm trong từng giai đoạn thi công

• Vertical displacement block : vecùtơ chuyển vị theo phương đứng của dầm trong từng giai đoạn thi công

• Shear : lực cắt của dầm

• Bending moment : moment uốn của dầm +Strut (Anchors) : lực trong thanh chống (thanh neo)

Hình 25 Menu kết quả dầm

Hình 26 Menu lực thanh chống