Mô hình số 3D được xây dựng bằng phần mềm FLAC3D dựa trên lời giải của phương pháp sai phân hữu hạn. Do tính chất đối xứng nên mô hình được xây dựng theo dạng dải của một nửa nền đường với 6 cọc cát biển –xi măng được xem xét, cho phép xác định ảnh hưởng của nhóm cọc và hiệu ứng vòm phía trên đầu các cọc trong nền đường (hình 4.1). Các phần tử khối đa diện được sử dụng trong phép lưới chia và được liên kết với nhau tại các nút, tạo thành lưới. Nền đất, cọc, lớp đệm cát và khối móng đều sử dụng các phần tử khối, cho phép quan sát ứng suất và chuyển vị của nền đất và cọc. Lưới của mô hình được thể hiện như ởhình 4.2. Đểquan sát độ lún, chuyển vị, ứng suất, các điểm A, B, C và các cọc theo thứ tự từ1 đến 6 sẽđược đặt tên như trên hình vẽđể thuận tiện trong việc mô tả kết quả. Trong các phân tích, nền đường đắp và các lớp đất yếu, lớp đất cát (lớp phía dưới), cọc cát biển - xi măng sẽ được mô hình hóa bằng mô hình đàn hồi tuyến tính, dẻo tuyệt đối kết hợp với tiêu chí phá hủy Mohr-Coulomb (mô
hình Mohr-Coulomb). Các thông số của mô hình được sử dụng từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm ở trong phòng. Sự tương tác giữa cọc và đất, đế móng và khối đắp được xem xét thông qua các mặt phẳng tiếp xúc interfaces.
a) Mặt đứng của mô hình
b) Chia lưới 3D của mô hình dải 1/2 nền đường
Hình 4.2. Chia lưới mô hình
Vềđiều kiện biên, mô hình xem xét hết chiều dày lớp cát với cao độ biên dưới bằng -20,5m, biên dưới của mô hình được xem như không có chuyển vị (tất cả các chuyển vị tại biên dưới được gán bằng 0), do tính đối xứng của mô hình, chuyển vị ngang tại mặt cắt tim đường chuyển vị theo phương y được gán bằng 0. Để giảm thiểu sự ảnh hưởng của các điều kiện biên ngang của mô hình, các phương x và y được lấy sang hai bên bằng 30m, xấp xỉ bằng 3 lần một nửa bề rộng của nền đường đang xét, tại các biên ngang này, chuyển vị theo phương ngang cũng được gán bằng 0. Mặt biên
vuông góc với phương y, cũng được gán chuyển vịtheo phương y bằng 0.