5. Nội dung nghiên cứu
2.5.Đặc trƣng vật liệu của tƣờng vây cừ Larsen (Sheet pile wall)
Tường cừ Larsen được mô hình hóa là đàn hồi tuyến tính và do đó có thể không bao giờ đi đến phá hoại. Để mô phỏng cấu trúc chắn giữ, PLAXIS 3D Foundation đã sử dụng phần tử tường (wall). Để mô phỏng ứng xử thực tế của tường trong không gian 3 chiều thì phải xem xét ứng xử theo tường phương khác nhau. Vì cừ Larsen không như các loại tường khác là đường thẳng mà là tấm tường lượn sóng, vì thế khi mô phỏng ta phải sử dụng mô hình vật liệu không đẳng hướng. Từ đó, độ cứng chống uốn của tường sẽ khác nhau theo những hướng khác nhau. Trong PLAXIS 3D Tunnel, các bức tường chỉ có thể mô phỏng đẳng hướng, có nghĩa là độ cứng uốn là giống nhau trong tất cả các hướng. Đây không phải là ứng xử thực tế của tường cừ Larsen.Trong PLAXIS 3D Foundation vấn đề này đã được giải quyết, và các bức tường có thể có đặc trưng không đẳng hướng. Bây giờ, vấn đề là tìm các đặc trưng dùng để mô phỏng ứng xử thực tế của tường cừ Larsen. Hệ trục địa phương và đặc trưng của tất cả các hướng thể hiện trong hình 2.9. Các thông số tường cừ Larsen trong PLAXIS 3D Foundation trình bày trong bảng 2.3
Hình 2.9 – Hệ trục địa phương của phần tử tường và các đại lượng khác
Hình 2.10 – Các đại lượng chính của tường cừ Larsen
Bảng 2.3 – Đặc trưng vật liệu của tường cừ Larsen với ứng xử đàn hồi tuyến tính.
Thông số Đơn vị Định nghĩa
d m Chiều dày tương đương
E1 kPa Mô đun đàn hồi theo trục 1
E2 kPa Mô đun đàn hồi theo trục 2
G12 kPa Mô đun cắt trong mặt phẳng
G13 kPa Mô đun cắt không trong mặt phẳng liên quan đến biến dạng cắt qua trục 1
G23 kPa Mô đun cắt không trong mặt phẳng liên quan đến biến dạng cắt qua trục 2
Khi có các thông số cơ bản của tường cừ Larsen như: t (chiều dày tường), h
28
Esteel (mô đun đàn hồi của thép), và steel (trọng lượng riêng của thép). Thì các thông số để mô hình hóa có thể được tính bằng những công thức sau theo hướng dẫn của PLAXIS 3D Foundation:
d = h
Hình 2.11 – Thông số cơ bản của tường cừ Larsen
( ) ( ) ( ) Trong đó:
I1– Moment quán tính chống uốn trên trục 1.
I2– Momentquán tính chống uốn trên trục 2.
I12– Moment quán tính chống xoắn.
A13– diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu cho lực cắt Q13.
A23– diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu cho lực cắt Q23.