Chương 1 1 : GROUNDWATER/ NƯỚC NGẦM
11.2.Water Pressure Grid
Tuỳ chọn lưới áp lực nước - Water Pressure Grid cho phép mô phỏng sự phân bố của áp lực nước kẽ rỗng với việc định nghĩa cột nước tổng, áp lực cột nước hoặc áp lực lỗ rỗng tại một lưới của vị trí x, y riêng lẻ. Từ dữ liệu của các điểm lưới, áp lực lỗ rỗng tại những đỉêm trong đất được xác định bằng phương pháp nội suy.
Dữ liệu ơ lưới có thể dựa trên trường kích thước hoặc đầu ra từ chương trình phân tích thấm.
Chú ý: có nhiều lưới áp lực nước được định nghĩa, để cho phép ta phân thời đoạn giá trị của ô lưới hoặc để dùng các ô lưới khác nhau cho các vật liệu khác nhau.
Để định nghĩa lưới áp lực nước:
1. Chọn loại lưới áp lực nước (Total Head, Pressure Head, hoặc Pore Pressure) trong hộp thoại Project Settings.
2. Chọn Water Pressure Grid từ menu Groundwater và hộp thoại Water Pressure Grid hiện ra.
3. Mặc định, lưới áp lực nước ban đầu định nghĩa là khơng có gì. Ta có thể gõ hoặc dán dữ liệu vào ơ bên phải của hộp thoại hoặc có thể nhập từ file khác bằng cách chọn nút Import. Mỗi điểm lưới được định nghĩa bởi toạ độ x, y và một giá trị tương ứng với loại lưới áp lực nước (Total Head, Pressure Head, hoặc Pore Pressure) được chọn trong Project Settings.
4. Multiple Grids - Nếu cần nhiều hơn một lưới áp lực nước, chọn nút Add để tạo
số lưới. Một danh sách mặc định các tên lưới hiện ra, ta có thể tùy chỉnh tên cho mỗi lưới bằng cách kích chuột lên tên lưới và chọn nút Rename. Để nhập dữ liệu cho lưới, kích vào tên lưới và nhập liệu như trình bày ở bước 3.
5. Khi nhập liệu xong hoặc chỉnh sửa dữ liệu xong, chọn OK.
6. Vị trí của mỗi điểm lưới sẽ được đánh dấu bằng một tam giác màu xanh trên mơ hình. Các giá trị lưới có thể hiển thị tại mỗi điểm lưới với tùy chọn Display Options. Mặc định, chúng không được hiển thị.
Chú ý: sau khi định nghĩa các lưới áp lực nước, việc gán vật liệu và/hoặc chia thời đoạn cho lưới được định nghĩa trong hộp thoại Define Hydraulic Properties.
Importing Water Pressure Grid Files/ nhập lưới áp lực nước từ file
Nút Import trong hộp thoại Water Pressure Grid cho phép ta nhập lưới áp lực nước từ một file trong mơ hình hiện hành của Phase 2. Định dạng file được nhập như sau:
• *.PWP files – một *.PWP file là một file dạng chữ được ranh giới khoảng cách tại mỗi dịng của file có định dạng giá trị x, y. Loại giá trị phải tương ứng với phương pháp tính nước ngầm được chọn trong Project Settings (Total Head, Pressure Head hoặc Pore Pressure).
• File dạng text – có thể nhập dữ liệu lưới áp lực nước từ file text được định khoảng cách là dấu “,”; một tab hoặc khoảng trống với đuôi mở rộng là dạng
*.CSV, *.PRN hoặc *.TXT. Mỗi dòng của file phải định dạng kiểu giá trị x, y. • *.SLW files (Slide Groundwater Analysis file) – nếu có thực hiện một phân tích
thấm qua phần tử hữu hạn với Slide (chương trình ổn định mái dốc do nhà cung cấp phần mềm) thì các kết quả có thể được nhập vào Phase 2 như là một file lưới áp lực nước. Dữ liệu được nhập vào sẽ là Total Head, Pressure Head hoặc Pore Pressure, tuỳ theo phương pháp tính tốn nước ngầm chọn trong Project Settings.
Exporting Water Pressure Grid Files/ xuất file lưới áp lực nước
Nút Export trong hộp thoại Water Pressure Grid dialog cho phép xuất dữ liệu hiện hành trong hộp thoại Water Pressure Grid thành một file dạng *.PWP. Điều này hữu ích nếu ta muốn nhập lưới này cho mơ hình tính tốn khác tương tự sau này.
Assignment of Water Pressure Grid/ gán lưới áp lực nước
Nếu chỉ có một lưới được định nghĩa thì nó sẽ tự động gán đến tất cả các vật liệu ở các thời đoạn. Nếu có nhìêu lưới thì ta phải sử dụng hộp thoại Define Hydraulic Properties để gán thời đoạn và/hoặc vật liệu cho lưới đối với mỗi loại vật liệu.
Display of Water Pressure Grid/ hiển thị lưới áp lực nước
Vị trí của mỗi điểm lưới được đánh dấu bởi một tam giác màu xanh. Mặc định, các giá trị tại các điểm không được hiển thị. Nếu muốn hiển thị các giá trị này, chọn ô
Show Grid Values trong hộp thoại Display Options. 11.3. Set Boundary Conditions
Nếu Groundwater Method = Finite Element Analysis trong Project Settings thì điều kiện biên nước ngầm được xác định với tuỳ chọn Set Boundary Conditions trong menu Groundwater.
Chú ý: trước khi điều kiện biên được gán, lưới phần tử phải được chia xong.
Để định nghĩa điều kiện biên nước ngầm:
1. Sau chia lưới phần tử, chọn tuỳ chọn Set Boundary Conditions từ thanh công cụ hoặc menu Groundwater. Xuất hiện hộp thoại.
Hộp thoại Groundwater Boundary Conditions
2. Boundary Condition Type (PC type)- trong hộp thoại Set Boundary (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Conditions, chọn một loại điều kiện biên ta muốn gán. Các tuỳ chọn là:
o Zero Pressure – áp lực bằng 0 (P=0)
o Nodal Flow Rate – lưu lượng dòng chảy (Q)
o Normal Infiltration - thấm thông thường (q)
o Vertical Infiltration - thấm theo phương đứng (q)
o Unknown (P=0 or Q=0)
o None / Remove BC
3. Value - Nếu đang gán điều kiện biên là Total Head, Nodal Flow Rate, hoặc
Infiltration, khi đó ta phải nhập vào một giá trị. Nếu gán các điều kiện biên
khác thì khơng gán một giá trị nào.
4. Seepage Face - Nếu điều kiện biên là Nodal Flow Rate hoặc Infiltration thì ta
cũng có thể xác định một điều kiện mặt thấm - Seepage Face bằng cách chọn ơ
chọn đó.
5. Selection Mode - điều kiện biên có thể được gán bằng cách chọn đường biên,
các đỉnh hoặc các nút. Chọn phương pháp cần thiết từ danh sách Selection Mode. Chú ý:
• Điều kiện biên Infiltration chỉ có thể được gán cho phần tử đường thẳng và khơng được với các nút riêng lẻ.
• Điều kiện biên dạng Nodal Flow Rate chỉ có thể gán cho các đỉnh, các nút khơng gán được cho đoạn thẳng.
• Đối với tất cả các điều kiện biên khác ta có thể chọn cả 3.
6. Dùng chuột chọn đối tượng biên, các đỉnh hoặc các nút, chọn xong enter hoặc kích chuột phải chọn Done hoặc chọn nút Apply trong hộp thoại. Điều kiện biên ta đã chọn ở bước 2 sẽ được gán đến tất cả các đối tượng, các đỉnh, các nút đã chọn.
7. Lặp lại từ bước 2 đến bước 6 đến khi tất cả các điều kiện biên được gán.
8. Xong chọn nút Close trong hộp thoại hoặc kích chuột chọn Cancel từ menu tại chỗ hoặc là nhấn phím Escape.
Infiltration Boundary Conditions/ điều kiện biên thấm
Không giống các điều kiện biên thấm khác, điều kiện biên Infiltration chỉ có thể được gán cho đối tượng là đường thẳng của mơ hình và khơng được với các nút riêng lẻ của lưới phần tử.
Chú ý đơn vị của Infiltration là m/s. Bởi vì nó thể hiện lượng chất lỏng vào hoặc ra một diện tích. Infiltration có thể được xác định theo phương đứng hoặc phương ngang thông thường.
None (Remove BC)
Tuỳ chọn None (Remove BC) dùng để gỡ bỏ hoặc xoá đi điều kiện biên thuỷ lực.
Seepage Face Condition/điều kiện thấm bề mặt
Đối với điều kiện biên theo Infiltration và Nodal Flow Rate ta có thể xác định biên
là một mặt thấm. Điều này đảm bảo rằng cột nước tổng được tính tốn ở mỗi một nút khơng được vượt q cao trình cột nước của nút.
Selection Mode (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tuỳ chọn này cho phép ta chọn phương pháp gán điều kiện biên:
• Boundary Segments – chỉ cần chọn đối tượng đường biên và điều kiện biên sẽ
được gán lên tất cả các nút của đối tượng biên đó.
• Boundary Vertices – chỉ có đỉnh của các đường biên được chọn.
• Boundary Nodes – một số nút dọc theo một đường biên sẽ được chọn.
Chú ý: các điều kiện biên thấm thực ra luôn được gán trên các nút của lưới phần tử mà không quan tâm đến hình thức chọn Selection Mode.
Staging Groundwater Boundary Conditions/ phân thời đoạn cho điều kiện biên
Đối với bài tốn nhiều thời đoạn, ta có thể phân thời đoạn cho điều kiện biên nếu cần. Để thực hiện điều này:
1. Trước khi gán điều kiện biên phải chọn Stage muốn gán. 2. Sau đó gán điều kiện biên đến biên, đỉnh hoặc các nút cần gán.
3. Điều kiện biên sẽ gán ở thời đoạn hiện tại và sẽ nhân rộng đến tất cả các thời đoạn liền kề. Thời đoạn trước thời đoạn hiện hành không được gán.
4. Tùy chọn này cho phép thay đổi loại điều kiện biên hoặc giá trị của điều kiện biên ở những thời đoạn khác nhau.
Chú ý: nếu các điều kiện biên không thay đổi với việc chia thời đoạn thì ta nên gán tất cả các điều kiện biên ở thời đoạn đầu tiên của mơ hình.
Apply at this stage only/ chỉ gán ở một thời đoạn duy nhất
Nếu muốn gán điều kiện biên ở một thời đoạn được chọn mà không nhân rộng đến các thời đoạn liền kề thì chọn ơ Apply at this stage only trong hộp thoại Set Boundary Conditions trước khi gán điều kiện biên.
Right Click Shortcut/ sử dụng chức năng kích chuột phải
1. Kích chuột phải trực tiếp lên đối tượng biên đường thẳng hoặc đỉnh. 2. Xuất hiện trình đơn tại chỗ, chọn một tuỳ chọn.
3. Nếu tùy chọn khơng u cầu một giá trị thì điều kiện biên sẽ được gán trực tiếp đến đối tượng.
4. Nếu yêu cầu một giá trị (ví dụ Total Head, Infiltration, hoặc Nodal Flow Rate), thì ta phải nhập vào giá trị từ dịng nhắc lệnh và enter.
Chú ý:
• Để dùng chức năng kích chuột phải thì lưới phần tử phải tồn tại trong bài tốn. • Nếu điều kiện biên hãm - Restraint được hiển thị thì ta phải chọn tuỳ chọn
Show Boundary Conditions trong menu Groundwater hoặc thanh công cụ để thay đổi hiển thị từ dạng hãm - restraints thành điều kiện biên nước ngầm trước khi sử dụng chức năng kích chuột phải.
11.4. Set Linearly Varied Total Head
Tuỳ chọn cột nước thay đổi tuyến tính - Set Linearly Varied Total Head cho phép định nghĩa điều kiện biên cột nước tổng thay đổi tuyến tính dọc một đường biên.
Cột nước thay đổi tuyến tính trên đường biên từ 0 đến 5
Để dùng tuỳ chọn này:
1. Chọn Set Linearly Varied Total Head từ menu Groundwater. 2. Xuất hiện hộp thoại Linearly Varied Total Head:
• Chọn phương pháp thay đổi cột nước (khoảng cách theo phương đứng hoặc khoảng cách dọc theo biên).
• Nhập vào giá trị của cột nước ở điểm đầu - Total Head at Start và cột nước ở điểm cuối - Total Head at End.
• Nếu mơ hình có nhiều giai đoạn và ta muốn thay đổi giá trị của cột nước ở các giai đoạn là khác nhau thì chọn ơ Stage Total Heads và nhập vào
giá trị yêu cầu tại mỗi thời đoạn. Chọn OK. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Dùng chuột chọn đỉnh đầu và cuối của đường biên muốn gán.
4. Sau khi chọn xong sự thay đổi tuyến tính của cột nước sẽ hiển thị trên đường biên giữa hai đỉnh đầu và cuối ta đã chọn và giá trị cột nước tại mỗi nút trên lưới dọc biên sẽ được hiển thị.
Chú ý: Cột nước được tính tốn dọc theo đường biên tuỳ theo công thức dưới đây cho mỗi phương pháp (khoảng cách đứng hoặc khoảng cách dọc theo biên)
Calculation of Total Head On Boundary/ tính tốn cột nước trên biên
Với tuỳ chọn Linearly Varied Total Head cột nước được tính tại mỗi nút lưới dọc theo biên theo công thức 1.
Eqn.1 Trong đó:
là cột nước ở đỉnh bắt đầu cột nước ở đỉnh cuối
là khoảng cách tương đối của nút lưới dọc theo biên, được tính tốn theo cơng thức 2 hoặc 3 phụ thuộc vào từng phương pháp.
Đối với phương pháp khoảng cách đứng - Vertical Distance thì được tính theo cơng thức 2
Eqn.2 Trong đó:
là toạ độ phương đứng của nút lưới toạ độ đứng của đỉnh bắt đầu. toạ độ đứng của điểm kết thúc
Chú ý: nếu đỉnh bắt đầu và kết thúc có cùng toạ độ đứng Y thì khơng thể dùng phương pháp này mà phải chọn phương pháp còn lại.
Distance on Boundary Method
Đối với phương pháp khoảng cách theo biên - Distance on Boundary thì được tính theo cơng thức 3.
Eqn.3 Trong đó:
là khoảng cách dọc biên từ đỉnh bắt đầu đến nút lưới. khoảng cách dọc biên từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc.
11.5. Show Boundary Conditions
Tuỳ chọn hiển thị các điều kiện biên - Show Boundary Conditions trong thanh công cụ hoặc menu Groundwater hoạt động như một cái điều khiển bật tắt để chuyển đổi sự hiển thị giữa các điều kiện biên nước ngầm và điều kiện biên ứng suất.
Tuỳ chọn này chỉ khả dụng khi phương pháp tính nước ngầm Groundwater Method = Finite Element Analysis.
• Nếu Show Boundary Conditions được chọn thì chỉ có các điều kiện biên nước ngầm được hiển thị.
• Nếu Show Boundary Conditions tắt thì chỉ có các điều kiện biên ứng suất được hiển thị.
Automatic Display of Boundary Conditions/ Tự động hiển thị các điều kiện biên
Các điều kiện biên nước ngầm sẽ tự động được hiển thị khi ta chọn tùy chọn Set Boundary Conditions để định nghĩa các điều kiện biên thuỷ lực. Còn các điều kiện biên ứng suất sẽ tự động bị ẩn đi nếu chúng được hiển thị trước đó.
Các điều kiện biên phân tích ứng suất sẽ được tự động hiển thị khi ta định nghĩa các khớp, lực... cịn các đìêu kiện biên thuỷ lực sẽ tự động được ẩn đi.
11.6. View Piezos by Stage
Nếu sử dụng Piezo Lines để định nghĩa áp lực lỗ rỗng của nước ngầm và các đường đo áp được gán một loạt ở các thời đoạn thì tuỳ chọn View Piezos by Stage trong menu Groundwater cho phép ta chỉ hiển thị đường đo áp được gán cho thời đoạn hiện
tại của mơ hình.
Tùy chọn này làm việc như sau:
View Piezos by Stage = OFF
Nếu View Piezos by Stage là OFF (đây là thiết lập mặc định) thì tất cả các đường đo áp được định nghĩa hiện tại sẽ có thể thấy được ở tất cả các thời đoạn, không quan tâm đến các thời đoạn của đường đo áp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
View Piezos by Stage = ON
Nếu View Piezos by Stage là ON thì chỉ có đường đo áp gán cho thời đoạn hiện tại được hiển thị. Điều này có nghĩa khi ta định nghĩa một loạt những thời đoạn cho đường đo áp và cho phép ta dễ dàng kiểm tra ta gán đường đo áp cho các thời đoạn là chính xác hay chưa.
Tuỳ chọn View Piezos by Stage chỉ áp dụng dưới những điều kiện sau:
• Groundwater Method = Piezometric Lines trong phần Project Settings
• Một (hoặc hơn 1) đường đo áp được định nghĩa.
• Các đường đo áp được gán một thời đoạn trong hộp thoại Define Hydraulic Properties.
11.7. Discharge Sections
Một mặt cắt tính lưu lượng trong Phase 2 do người sử dụng định nghĩa là đường thẳng hoặc đa tuyến ngang qua dòng chảy ổn định, lưu lượng dòng chảy, và sẽ được tính tốn trong suốt q trình tính tốn nước ngầm.
• Giá trị của lưu lượng dịng chảy sẽ được hiển thị trong trình hiển thị kết quả của Phase 2 khi ta hiển thị kết quả phân tích.
• Các mặt cắt lưu lượng chỉ có thể được định nghĩa trong Phase 2 nếu Groundwater Method = Finite Element Analysis trong phần Project Settings.
Mặt cắt tính lưu lượng (đường xanh thẳng đứng) được định nghĩa cho mơ hình đập.
Chú ý:
• Một vài mặt cắt tính lưu lượng có thể được thêm vào cho một mơ hình.
• Một mặt cắt tính lưu lượng có thể là một đường thẳng đơn giản hoặc một đa tuyến có nhiều đoạn.
• Nếu mặt cắt tính lưu lượng là đa tuyến, Phase 2 sẽ tính tốn dịng chảy qua mỗi đoạn của đa tuyến đó.
• Một mặt cắt tính lưu lượng độc lập với sự tồn tại của mơ hình, nó khơng giao nhau với các đường biên của mơ hình và khơng ảnh hưởng đến lưới phần tử
hữu hạn.
Mặt cắt tính lưu lượng có thể được thêm vào, chỉnh sửa hoặc xố như mô tả dưới đây: Add Discharge Section/ thêm mặt cắt tính lưu lượng
Để thêm vào mặt cắt tính lưu lượng:
1. Chọn Add Discharge Section từ thanh công cụ hoặc từ menu
Groundwater.
2. Nhập vào toạ độ của mặt cắt tính lưu lượng. Ta có thể nhập điểm với chuột sửe