1 Nguyễn Hồng Nam, 2007 1 GiỚITHIỆU PLAXFLOW TS. NguyễnHồng Nam PLAXIS FINITE ELEMENT CODES Hà Nội, 1-2007 LỚP BỒI DƯỠNG NGẮN HẠN Ketcau.com Nguyễn Hồng Nam, 2007 2 Nội dung •Giớithiệu PlaxFlow •Cácđặc điểm chung •Ápdụng • Bài toán ví dụ •Kếtluận Nguyễn Hồng Nam, 2007 3 Giớithiệu PlaxFlow • PlaxFlow là phầnmềm độclập phân tích dòng thấmphẳng bão hoà/không bão hoà, ổn định và không ổn định •Cóthể tích hợp đầy đủ với Plaxis version 8 để phân tích ứng suấtvàbiếndạng (dòng thấm ổn định) • Do công ty Plaxis phát triển (2002). Nguyễn Hồng Nam, 2007 4 Đặc điểm chung • PlaxFlow sử dụng mô hình Van Genuchten và Mô hình van Genuchten gần đúng cho dòng thấm qua đất (không) bão hoà • Môhìnhvậtliệu: được định nghĩatheo3 hệ thống phân loại đấtphổ biến Hypes (châu Âu), USDA(Mỹ) và Staring (Hà Lan). •Cácđiềukiện biên phong phú: cộtnước, biên đóng, lưulượng vào, ra, lượng mưa. • Điềukiệnbiênthayđổithờigian •Cácthiếtbị tiêu nước, giếng giảmáp, tường chống thấm •Kếtquả: trường dòng thấm, áp suấtlỗ rỗng, cộtnước, độ bão hoà Nguyễn Hồng Nam, 2007 5 Mô hình van Genuchten • Dòng chảy trong môi trường rỗng đượcmôphỏng theo định luật Darcy •q x , q y : lưulượng đơnvị theo phương x,y •k x , k y : hệ số thấmtheophương x,y • φ: cộtnướctổng •y: caođộ vị trí •p: ứng suấtchấtlỏng (p<0 đốivớiápsuấtnén) • γ w : trọng lượng riêng củachấtlỏng x kq xx ∂ ∂ −= φ p y w γ φ −= y kq yy ∂ ∂ −= φ Nguyễn Hồng Nam, 2007 6 Mô hình van Genuchten Phương trình dòng thấm không ổn định, không bão hoà Q t c y q x q y x = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ φ dx x q q x ∂ ∂ + x q dy y q q y ∂ ∂ + y q p p sat d dS ncc φ φ )( += satrel KSkK )(= () − +−+= gn gn gn paresidusatresidup gSSSS 1 ||(1)()( φφ residusat residu e SS SS S − − = 2 1 1 11)()( −−= − − n n n n g g g g e gt erel SSSk 2 Nguyễn Hồng Nam, 2007 7 Mô hình van Genuchten Nguyễn Hồng Nam, 2007 8 Mô hình van Genuchten gần đúng Nguyễn Hồng Nam, 2007 9 Ngân hàng dữ liệuvậtliệu (châu Âu) (Mỹ) (Hà Lan) Các hệ thống phân loại đấtdựa vào thành phầnhạt Nguyễn Hồng Nam, 2007 10 Ngân hàng dữ liệuvậtliệu • Standard (Số liệuchuẩn): mô hình van Genuchten gần đúng cho các vậtliệuHypres • Hypres (Hydraulic Properties of European Soil: Các đặctính thuỷ lựccủa đấtchâuÂu): hệ thống phân loại đấtquốctế • USDA (United State Department of Agriculture: Bộ nông nghiệpMỹ): hệ thống phân loại đấtquốctế • Staring: Hệ thống phân loại đất Hà Lan Dữ liệu vậtliệu Standard Hypres USDA Staring Nguyễn Hồng Nam, 2007 11 Điềukiệnbiên 1) Mựcnước 2) Lưulượng vào 3) Lưulượng ra 4) Biên đóng 5) Cộtnước 6) Giếng giảmáp 7) Vật thoát nước 8) Tường chống thấm Nguyễn Hồng Nam, 2007 12 Biên mưa 3 Nguyễn Hồng Nam, 2007 13 Thấm xung quanh tường cừ Nguyễn Hồng Nam, 2007 14 Tương tác Plaxflow-Plaxis V8 Dòng thấm trong Plaxis Version 8: - dòng thấm ổn định -chỉ là mô hình tuyến tính đơngiản Dòng ổn định không thích hợp khi mô phỏng thấm trong các trường hợp sau: -Thayđổimựcnước (sông, thuỷ triều) -Cáchốđào khô trong thờigianxâydựng ngắn - Bão hoà do mưahoặcgiảm bão hoà do bốchơibề mặtgâyra Æ Có thể sử dụng kếtquả tính theo PlaxFlow trong phân tích sử dụng Plaxis 8. Nguyễn Hồng Nam, 2007 15 Tương tác Plaxflow-Plaxis V8 Thủ tụctiếnhành: •Thiếtlập bài toán trong Plaxis V. 8 (không phải trong PlaxFlow ) •Nhậpcácdữ liệuhìnhhọcvàđiềukiệnban đầu • Trong phầntínhtoán, xácđịnh mộtgiaiđoạntínhtoánmới •Thiếtlậpthời đoạn(Chỉ cho phân tích dòng không ổn định!) • Định nghĩa các giai đoạnxâydựng •Xácđịnh các điềukiệnmựcnướcngầm, sử dụng nút “ GW Flow”Æ PlaxFlow xuấthiện •Áplựclỗ rỗng được tính trựctiếp trong PlaxFlow, hoặc được tính sau trong phầnphântíchbiếndạng. •Kiểmtrakếtquả tính toán Nguyễn Hồng Nam, 2007 16 Tương tác Plaxis-PlaxFlow Thấm ổn định, x/đ các đ/k mực nướctronggiai đoạnxâydựng Thấm không ổn định, xác định đ/k mực nướctrong PlaxFlow Thấm không ổn định, thời đoạn>0 Thấm không ổn định áp dụng vớitính toán dẻovàcố kết Nguyễn Hồng Nam, 2007 17 Kếtquả tính theo PlaxFlow •Áplựclỗ rỗng •Trường dòng •Cộtnước • Độ bão hoà • Đồ thị, bảng biểu •Cácmặtcắttínhtoán •Phim Nguyễn Hồng Nam, 2007 18 Bài toán ví dụ PlaxFlow-Plaxis 8 Phân tích ổn định hồ chứatrongcáctrường hợpsau: •mựcnướchồ cao • Sau khi rút nhanh mựcnướchồ • Sau khi rút chậmmựcnước •mựcnướchồ thấp Cầnphântíchkếthợp PlaxFlow-Plaxis 8 4 Nguyễn Hồng Nam, 2007 19 Phân bố áp lực nuớc lỗ rỗng Nguyễn Hồng Nam, 2007 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 1 2 3 4 5 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 |U| [m] Sum-Msf Chart 2 Curve 1 Nguyễn Hồng Nam, 2007 21 Khởi động PlaxFlow Nguyễn Hồng Nam, 2007 22 PlaxFlow Input Nguyễn Hồng Nam, 2007 23 Toolbar (thanh công cụ) Nguyễn Hồng Nam, 2007 24 Thực hành PlaxFlow Phân tích dòng thấmdướimũitường cừ 5 Nguyễn Hồng Nam, 2007 25 Bài toán hốđào ven sông Sơđồbài toán Mô hình vậtliệu Nguyễn Hồng Nam, 2007 26 Mô hình bài toán Bài toán: -Biếndạng phẳng - Đốixứng Phầntửđường đặcbiệt (không thấm) Nguyễn Hồng Nam, 2007 27 Thiếtlậptổng hợp Nguyễn Hồng Nam, 2007 28 Sơđồhình học (0,0) (0,20) (0,10) (32,10) (32,0) (32,13) (32,17) (32,20) (22,5) (22,20) (22,17) (22,13) (20,8) Nút Well Nút Screen Đấtsét Đất cát Nguyễn Hồng Nam, 2007 29 Nhậpchỉ tiêu cơ lý lớp đấtsét Nguyễn Hồng Nam, 2007 30 Gán vậtliệu sét cho lớp đất phía trên Kéo và thả vào lớp đấtphíatrên sét 6 Nguyễn Hồng Nam, 2007 31 Nhậpsố liệulớp cát Nguyễn Hồng Nam, 2007 32 Gán vậtliệu cát cho lớp đất phía dưới cát Kéo và thả vào lớp đấtphíadưới Nguyễn Hồng Nam, 2007 33 Tạolướiphầntử hữuhạn Nguyễn Hồng Nam, 2007 34 Điềukiệnban đầu Nguyễn Hồng Nam, 2007 35 Đào lớp đấtthứ 1 Nguyễn Hồng Nam, 2007 36 Đào lớp đấtthứ 2 7 Nguyễn Hồng Nam, 2007 37 Giai đoạn3 Nguyễn Hồng Nam, 2007 38 Kếtquả tính toán giai đoạn1 Nguyễn Hồng Nam, 2007 39 Kếtquả tính toán giai đoạn2 Nguyễn Hồng Nam, 2007 40 Kếtquả tính toán giai đoạn3 Nguyễn Hồng Nam, 2007 41 Kếtluận • PlaxFlow là phầnmềm phân tích dòng thấm2 chiềuthuậntiện •Tương tác đầy đủ vớiPlaxis8 • Đượcápdụng rộng rãi trong ngành Địakỹ thuât và Thủyvăn . học (0,0) (0 ,20 ) (0,10) ( 32, 10) ( 32, 0) ( 32, 13) ( 32, 17) ( 32, 20) (22 ,5) (22 ,20 ) (22 ,17) (22 ,13) (20 ,8) Nút Well Nút Screen Đấtsét Đất cát Nguyễn Hồng Nam, 20 07 29 Nhậpchỉ tiêu cơ lý lớp đấtsét Nguyễn Hồng Nam, 20 07 30 Gán v tliệu sét cho. (unstable) 0 1 2 3 4 5 0 .8 1 1 .2 1.4 1.6 1 .8 |U| [m] Sum-Msf Chart 2 Curve 1 Nguyễn Hồng Nam, 20 07 21 Khởi động PlaxFlow Nguyễn Hồng Nam, 20 07 22 PlaxFlow Input Nguyễn Hồng Nam, 20 07 23 Toolbar (thanh. toán: -Biếndạng phẳng - Đốixứng Phầntửđường đặcbiệt (không thấm) Nguyễn Hồng Nam, 20 07 27 Thiếtlậptổng hợp Nguyễn Hồng Nam, 20 07 28 Sơđồhình học (0,0) (0 ,20 ) (0,10) ( 32, 10) ( 32, 0) ( 32, 13) ( 32, 17) ( 32, 20) (22 ,5) (22 ,20 ) (22 ,17) (22 ,13) (20 ,8) Nút