2.3.1. Giới thiệu chung
Sau khi Double click vào
Logo của phần mềm, sẽ xuất hiện hộp thoại Create/Open Project, trong đó mục Open có 2 lựa chọn (Option buttion) là : - New project: Mở dự án mới; - Existing project: Mở dự án đã tồn tại. Xem hình 2.3 →
Hình 2.3 Hộp thoại Create/Open Project
Trong hộp thoại
Create/Open Project., nếu chọn
New project , sẽ xuất hiện hộp thoại General settings (thiết lập thông tin chung) như hình 2.3; trong đó có 2 Tab là Project và
Dimensions (mặc định hiện ra Tab Project trước):
- Tab Project : Gồm các khai báo tổng quan về tên file, tiêu đề,
Commebts (ghi chú), Model
(kiểu): Plainstrain/Axisymmetry,
Elements (phần tử):15-Node/6 Node, Earth gravity (gia tốc trọng trường)…
Hình 2.4 Hộp thoại General settings, Tab Project
- Tab Dimensions : Gồm các khai báo về Units (đơn vị), Geometry dimensions
Ghi chú: Chấp nhận hệ thống đơn vị đã được thiết lập:
+ Chiều dài: mét + Lực: kN
+ Thời gian: ngày (24h)
Khi đã chấp nhận hệ thống đơn vị như trên, Úng suất sẽ được tính theo kN/m2, khối lượng tính theo kN/m3.
Hình 2.5 Hộp thoại General settings, Tab Dimensions
Sau khi thực hiện xong các khai báo trong hộp thoại General settings, sẽ xuất hiện cửa số giao diện Module Input phần mềm Plaxis như hình 2.6 như sau:
Hình 2.6 Cửa số giao diện Input phần mềm Plaxis
Ghi chú: Menu chính 3 Module Các công cụ Thước đứng Thước ngang Gốc tọa độ Các công cụ VÙNG VẼ Chỉ thị vị trí con trỏ Nhập tọa độđiểm
- Vùng vẽ là nơi thể hiện mô hình hình học của dự án, được vẽ bằng cách dùng chuột click vào vị trí cần vẽ hoặc có thể vẽ bằng phương pháp Manual input
(Nhập tọa độ điểm: Giá trị tọa độ x và y của điểm được nhập tại dòng Point on geometry line ở đáy màn hình. Giữa x và y cách nhau bằng một khoảng trắng
space hoặc dấu chấm phẩy ;).
Khi cửa sổ giao diện hiện ra như hình 2.6, có thể Double Click vào vùng thước ngang hoặc thước đứng, sẽ xuất hiện hộp thoại General Settings như đã thể hiện ở hình 2.5.
2.3.2. Giới thiệu Menu chính
Hình 2.7 Menu chính
1. Menu File :
a) New: Tạo dự án mới (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b) Open: Mở dự án đã có trên đĩa (Có thể
dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
c) Save: Lưu giữ một dự án với tên đã có (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
d) Save as: Lưu giữ một dự án với tên mới. e) Print: In dự án với máy in được chọn (Có
thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
Hình 2.8 Menu File
f) Work directory: Thiết lập thư mục làm việc mặc định- nơi dự án sẽđược lưu. g) Import: Nhập dữ liệu hình học từ kiểu file khác, gồm: − − − − Kiểu file *.shn (Plaxis 6). − − −
h) General settings: Thiết lập thông tin chung. i) Exit: Thoát ra khỏi cửa sổInput.
2. Menu Edit :
a) Undo : Hủy bỏ lệnh, trở về trạng thái trước đó (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ
hoặc dùng tổ hợp phím Ctrl + Z).
b) Copy : Sao chép mô hình hình học vào
clipboard. (hoặc dùng tổ hợp phím Ctrl + C).
Hình 2.9 Menu Edit
3. Menu View :
a) Zoom in: Phóng to (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
b) Zoom out: Thu nhỏ (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
c) Reset view : Xem lại toàn bộ vùng vẽ.
d) Table: Hiển thị bảng tọa độ các điểm (Coordinate table) trong vùng vẽ. (Có thể dùng biểu tượng -
Coordinates table - trên thanh công cụ). Khi bảng hiện ra, có thể hiệu chỉnh giá trị tọa độ các điểm, đồng thời vị trí các điểm tương ứng trên vùng vẽ sẽ được cập nhật theo
Hình 2.10 Menu View
e) Rulers: Hiển thị hoặc ẩn các thanh thước ngang và thước đứng ở biên trên và biên trái màn hình.
f) Crosshair: Hiển thị hoặc ẩn lưới ngang và đứng tại vị trí con trỏ. g) Grid: Hiển thị hoặc ẩn lưới trong vùng vẽ.
h) Axes: Hiển thị hoặc ẩn gốc tọa độ.
j) Point numbers: Hiển thị hoặc ẩn tên (số thứ tự) điểm.
4. Menu Geometry (Mô hình hình học) :
Gồm các chức năng chính : a) Geometry line: Chức năng này dùng để tạo điểm và đường trong vùng vẽ. Bằng cách click chuột tại vị trí tọa độ tương ứng (như trong môi trường AutoCad) hoặc bằng cách nhập tọa độđiểm tại dòng đáy màn hình (Chi tiết xem trang 32)
Hình 2.11 Menu Geometry
(Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b) Plate: Chức năng này dùng để thể hiện tường cừ. (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
c) Geogrid : Thể hiện vải địa kỹ thuật trong mô hình hình học (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
d) Node-to-node anchor: Sử dụng để tạo ra liên kết neo giữa các cấu kiện.
(Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
e) Fixed-end anchor: Sử dụng để tạo ra kiểu liên kết neo giữa cấu kiện với đất nền. (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
f) Interface : Sử dụng để tạo mô hình hóa sự tương tác giữa kết cấu và đất.
(Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
g) Tunnel : Tạo mô hình hình học cho đường hầm, cống ngầm. (Có thể
h) Hinge and Rotation Spring: Tạo ra một kết nối khớp (một điểm nơi đầu dầm, có thể quay tự do. Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ). i) Drain : Mô phỏng các đường trong mô hình hình học mag tại đó áp lực nước lỗ rỗng dư lấy bằng 0. Lựa chọn này được dùng khi phân tích cố kết thấm hoặc tính dòng thấm của nước dưới đất. (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
j) Well : Mô phỏng các điểm qui định trong mô hình hình học tại đó lưu lượng bị rút đi từ nguồn hoặc bù vào khối đất. (Có thể dùng biểu tượng
trên thanh công cụ).
5. Menu Loads (tải tọng) :
Gồm các chức năng chính :
a) Standard fixities :
Thiết lập điều kiện biên của bài toán (Có thể dùng biểu tượng
trên thanh công cụ). b) Standard earthquake boundaries : Thiết lập điều kiện biên của động đất. Hình 2.12 Menu Loads
c) Standard absorbent boundaries (dynamics) : Thiết lập điều kiện biên hấp thụ (trong bài toán động).
d) Set Dynamic load system : Thiết lập hệ thống tải trọng trong bài toán động.
e) Total fixities : Tổng hợp các điều kiện biên.
f) Vertical fixities : Điều kiên biên theo phương đứng. g) Horizontal fixities : Điều kiên biên theo phương ngang.
h) Rotation fixities (plates) : Quay điều kiện biên (phần tử tấm). (Có thể
i) Absorbent boundaries : Điều kiện biên hấp thụ .
j) Prescribed displacements (static) : Tạo ra chuyển vị cưỡng bức. (Có thể
dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
k) Distributed load – static load system A: Thiết lập lực phân bố loại A.
(Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
l) Distributed load – static load system B: Thiết lập lực phân bố loại B. (Có thể dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
m) Point load - static load system A: Thiết lập lực tập trung loại A. (Có thể
dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
n) Point load - static load system B: Thiết lập lực tập trung loại B. (Có thể (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dùng biểu tượng trên thanh công cụ).
6. Menu Materials (vật liệu) :
Hình 2.13 Menu Materials
Gồm các chức năng chính :
a) Soil & Interfaces… : Để khai báo / sửa đổi tính chất các loại vật liệu đất nền & cấu kiện.
Hình 2.14 Hộp thoại Material sets
b) Plates… : Để khai báo / sửa đổi tính chất vật liệu tấm.
c) Geogrids… : Để khai báo / sửa đổi tính chất vật liệu vải địa kỹ thuật . d) Anchor… : Để khai báo / sửa đổi tính chất vật liệu thanh neo.
Menu Materials có thể được chọn trực tiếp từ biểu tượng trên thanh công cụ. Khi click vào biểu tượng, sẽ xuất hiện hộp thoại như hình 2.14 cho phép khai báo
(New), sửa đổi (Edit) các tính chất của một lớp vật liệu hoặc của một loại vật liệu nào đó.
7. Menu Mesh (lưới phần tử) :
Hình 2.15 Menu Mesh và hộp thoại Mesh generation setup
Gồm các chức năng chính :
a) Basic element type : Kiểu phần tử cơ bản. Khi click vào mục này sẽ tái xuất hiện hộp thoại General settings như đã trình bày ở hình 2.4 trang 20.
b) Global coarseness : Độ thô lưới. Khi click vào mục này sẽ xuất hiện hộp thoại Mesh generation setup như hình 2.15. Trong danh sách xổ xuống
Element distribution gồm các mức độ làm mịn lưới phần tử: Very coarse
(rất thô), Coarse (thô), Medium (trung bình), Fine (mịn) và Very fine
(rất mịn).
8. Menu Initial (điều kiện ban đầu):
Menu này chỉ gồm một chức năng Initial conditions. Có thể click vào biểu tượng trên thanh công cụ.
9. Menu Help :
Chương 3 : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS
3.1. MỘTSỐDẠNGBÀITOÁNCƠBẢNỨNGDỤNGGIẢIBẰNG PHẦN
MỀMPLAXISV.8
Một số dạng bài toán ứng dụng giải bằng phần mềm Plaxis V.8 như sau : - Phân tích lún của móng tròn trên cát ; - Phân tích biến dạng móng băng ; - Phân tích biến dạng kết cấu - đất làm việc đồng thời ; - Phân tích biến dạng của chuyển vịđê đập ; - Phân tích biến dạng hốđào ; - Phân tích ổn định giếng nước thải ; - Phân tích ổn định công trình âu ụ tàu ; - Phân tích ổn định khối đắp ;
- Phân tích cố kết ;
- Phân tích ổn định bến tường cừ không/có neo ; - Phân tích ổn định bến tường cừ kép ;
- Phân tích ảnh hưởng của quá trình thi công hầm đến các công trình trên mặt đất;
- Phân tích động bài toán móng máy trên nền đàn hồi ; - Phân tích động khi đóng cọc ;
- Phân tích động của công trình nhà chịu ảnh hưởng của động đất ; - Một số bài toán có mô hình tương tự khác… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhìn chung, khả năng tính toán và phân tích của phần mềm PLAXIS V.8 rất đa dạng và phong phú, đáp ứng hầu hết các bài toán địa kỹ thuật trong thực tế xây dựng công trình trên nền đất yếu. Trong khuôn khổ của một Báo cáo chuyên đề (nhằm phục vụ công tác xét nâng ngạch kỹ sư), tác giả không có tham vọng và cũng không đủ năng lực để trình bày toàn bộ những dạng bài toán địa kỹ thuật nêu trên mà chỉ xin tập trung vào một bài toán cụ thể sau đây :
3.2. BÀITOÁNPHÂNTÍCHBIẾNDẠNGHỐDÀOCHỐNGĐỠBẰNG
CỪCÓTHANHCHỐNGNEO
Nội dung bài toán dưới đây được trích dịch từ cơ sở nguyên bản tiếng Anh trong tài liệu TUTORIAL MANUALS của phần mềm PLAXIS Version 8 (trong thư mục cài đặt\Manuals\English); đồng thời tác giả trình bày chi tiết cách giải và có viết thêm các phần lưu ý quan trọng.
3.2.1. Nội dung bài toán
Hố đào rộng 30 m, sâu 20 m. Hố đào ở vị trí gần sông, để thi công khô cần sử dụng tường cừ chống thấm sâu 30 m với các thanh chống đặt cách nhau 5 m. Tải trọng trên bề mặt hố đào cách vị trí tường chắn 2 m là tải trọng phân bố đều trong phạm vị bề mặt 5m xung quanh hốđào. Xem hình dưới đây.
2 2
Hình 3.1 Mặt cắt ngang hốđào
Địa tầng gồm 2 lớp: Đất sét bên trên dày 20 m, bên dưới là lớp cát. Chỉ tiêu các lớp như bảng sau:
Bảng 3.1 Thông số các lớp đất nền
Thông số Ký hiệu Đất sét Cát chặt Đơn vị
Mô hình vật liệu Model Coulomb Mohr- Coulomb Mohr- -
Loại ứng xử vật liệu Type Drained Drained -
Trọng lượng riêng trên MN ngầm γunsat 16.00 17.00 kN/m3 Trọng lượng riêng dưới MN ngầm γsat 18.00 20.00 kN/m3 Hệ số thấm theo phương ngang kx 0.001 1.00 m/day Hệ số thấm theo phương đứng ky 0.001 1.00 m/day Moduyn đàn hồi (const) Eref 10 000 40 000 kN/m2
Hệ sô Poisson ν 0.35 0.30 -
Lực dính (const) Cref 5.00 1.00 kN/m2
Góc ma sát trong ϕ 25.00 32.00 °
Góc trương nở ψ 0.00 2.00 °
Phạm vi chiều sâu ảnh hưởng của hố móng khoảng 40 m, phạm vi ảnh hưởng theo chiều ngang có thể xét như hình vẽ trang trước. Hốđào được chia làm 3 giai đoạn thi công. Tường chắn là cừ thép, thanh chống được mô hình bởi phần tửđàn dẻo, có các đặc trưng thông số như bảng sau:
Bảng 3.2 Thông số tường chắn và thanh chống
T CHƯỜẮNG N (CỪ) THANH CH
ỐNG Đơn vị
Mô hình vật liệu Material type Elastic Elastic - Độ cứng dọc trục EA 7.5·106 2·106 kN/m Độ cứng chịu uốn EI 1.0·106 kNm2/m
Chiều dày tương đương d 1.265 m
Khối lượng riêng w 10 kN/m/m
Hệ số Poisson ν 0 - Khoảng cách đặt neo Ls 5 m Fmax,comp 1·1015 kN Lực lớn nhất Fmin,comp 1·1015 kN 3.2.2. Trình tự giải
3.2.2.1.Bước 1: Thiết lập tổng thể bài toán
Sau khi khởi động chương trình Plaxis 8.2 sẽ xuất hiện hộp thoại Create/Open Poject . Chọn New Project
như hình 3.2.
Hình 3.2 Chọn New project từ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
hộp thoại Create/Open project
Click <OK> . Xuất hiện hôp thoại General Settings như hình 3.3.
Trong thẻ Project của hôp thoại General Settings, đặt tên bài toán trong vùng Title, trong Model chọn Plain strain và chọn kiểu Element là loại 15 nút. (hình 3.3).
Hình 3.3 Các mục chọn trong thẻ Project của hộp thoạiGeneral Settings
Chuyển sang thẻ Dimesions của hôp thoại General Settings, các mục chọn như hình sau:
Hình 3.4 Các mục chọn trong thẻ Dimesions của hộp thoại General settings
- Trong Units: Giữ nguyên các đơn vị đã mặc định (Chiều dài = m, Đơn vị lực = kN, Thời gian = day).
- Trong Grids: Giữ nguyên các giá trị đã thiết lập về khoảng chia lưới (Spacing =1; Number of intervals=1).
- Trong Geometry dimensions: Chọn các kích thước Left và Right lần lượt là 0 và 45; kích thước Bottom và Top lần lượt là 0 và 40.
Chọn OK để tắt hộp thoại General settings, đồng thời mở ra cửa sổ giao diện để thực hiện các tác vụ xây dựng mô hình hình học.
Ghi chú:
- Vì mặt cắt ngang hốđào (hình 3.1) có tính đối xứng, do đó theo phương ngang cần 45 m và phương đứng cần 40 m.
- Khi cần gọi hộp thoại General settings để hiệu chỉnh các thông số, vào menu File sẽ nhìn thấy mục này. Ngoài ra, còn có thể double click chuột trong vùng thước đứng hoặc thước ngang (bên trái hoặc bên trên vùng vẽ).
3.2.2.2.Bước 2: Xây dựng mô hình hình học
1) Vẽđường bao
Sau khi thiết lập tổng thể xong và nhấn OK trong hộp thoại General settings,
màn hình giao diện sẽ mở ra như hình 2.6; để vẽ đường (line), trên menu chính, vào mục Geometry\Geometry Line hoặc chọn biểu tượng .
Xây dựng mô hình hình học theo một trong hai cách sau: • Phương pháp click chuột :
Màn hình giao diện hình 2.6 có thể hiện vị trí con trỏ chuột tương tự như màn hình AutoCad. Sau khi chọn lệnh vẽ (ví dụ vẽ đường bao - Geometry Line), di chuyển con trỏ đến gốc toạ độ (0; 0), click chuột. Lúc này trên màn hình sẽ xuất hiện một điểm có toạ độ (0; 0). Di chuyển con trỏ về bên phải (nhìn vào thanh trạng thái ở đáy màn hình sẽ thấy các giá trị toạ độ (x; y) thay đổi tương ứng với vị trí con trỏ trên màn hình – tương tự như AutoCad), đến vị trí toạ độ (45; 0) click chuột. Tương tự click chuột ở các vị trí (45; 40), (0; 40). Cuối cùng quay về điểm đầu tiên (gốc toạđộ), click chuột và click chuột phải để kết thúc.
• Phương pháp nhập toạđộđiểm :
Hoàn toàn tương tự như trong môi trường AutoCad, sau khi chọn lệnh vẽ, nhập toạ độ điểm tại dòng đáy màn hình (Point number and coordinates). Lưu ý toạ độ điểm được nhập theo cú pháp (x; y) hoặc (x _ y) (giữa x và y cách nhau dấu chấm phẩy hoặc khoảng trắng). Nhấn Enter, điểm sẽ xuất hiện tương ứng trên màn hình. Nhấn ESC kết thúc lệnh.
Chú ý:
− − −
− Nếu dùng phương pháp click chuột, kết thúc lệnh vẽ bằng click chuột phải.
− − − − Nếu dùng phương pháp nhập toạđộđiểm, kết thúc lệnh vẽ bằng phím ESC. − − −
2)Vẽ đường phân lớp địa tầng
Tương tự như trên, dùng menu lệnh Geometry Line hoặc công cụ để vẽ