MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO ĐỘ TRỒI CỦA ĐẤT CCC
2.3.1.Giới thiệu về phương phỏp Phần phần tử hữu hạn:
Phương phỏp phần tử hữu hạn (The finite Element Method – FEM) là một phương phỏp số để phõn tớch những phương trỡnh vi phõn đạo hàm riờng được sử dụng để mụ tả cỏc bài toỏn trong cơ học. Quỏ trỡnh tớnh theo phương phỏp phần tử hữu hạn thường dẫn đến việc giải một phương trỡnh đại số tuyến tớnh, được biểu diễn theo ngụn ngữ ma trận và cú thể được tự động húa trờn mỏy tớnh.
Trong phõn tớch kết cấu bằng Phương phỏp phần tử hữu hạn, vật thể liờn kết với nhau được xấp xỉ bằng tổ hợp của cỏc phần tử hữu hạn. Cỏc phần tử này cú kớch thước hữu hạn và được liờn kết với nhau bằng một số hữu hạn cỏc điểm nỳt. Sau khi mối quan hệ ứng suất – biến dạng của cỏc phần tử hữu hạn được thiết lập và lắp ghộp với nhau, trạng thỏi ứng suất – biến dạng của hệ kết cấu cú thể được xỏc định.
Cỏc cụng thức cơ bản của Phương phỏp phần tử hữu hạn thường được thiết lập trờn nền tảng của cỏc nguyờn lý năng lượng hoặc cỏc cụng thức biến thiờn. Khi thiết lập cụng thức, cú thể chọn trường biến dạng hay trường ứng suất làm ẩn số chớnh, và tương ứng với nú phương phỏp phần tử hữu hạn mụ hỡnh chuyển vị và mụ hỡnh ứng suất được sử dụng. Trong thực tế, phương phỏp phần tử hữu hạn mụ hỡnh chuyển vị thường được sử dụng.
Việc phõn tớch kết cấu trong bài toỏn Địa kỹ thuật bằng Phương phỏp phần tử hữu hạn theo mụ hỡnh chuyển vị thường gồm cỏc bước sau:
- Chia lưới phần tử hữu hạn
- Chuyển vị tại cỏc nỳt là cỏc ẩn số
- Chuyển vị bờn trong phần tử được nội suy từ cỏc giỏ trị chuyển vị nỳt - Mụ hỡnh vật liệu (Quan hệ về ứng suất và biến dạng)
- Điều kiện biờn về chuyển vị và lực
- Giải hệ phương trỡnh tổng thể cõn bằng lực cho kết quả chuyển vị nỳt - Tớnh cỏc đại lượng khỏc (Ứng suất, biến dạng)
Độ chớnh xỏc của kết quả tớnh phụ thuộc vào độ mịn của lưới chia, bậc của hàm xấp xỉ sử dụng để mụ tả cỏc phần tử hữu hạn và độ chớnh xỏc của việc giải hệ phương trỡnh đại số.
Mụ hỡnh bài toỏn:
- Biến dạng phẳng (Plane strain) - Đối xứng trục (Axis – symmetry); - Khụng gian.
Hỡnh 2.9 Biến dạng phẳng Hỡnh 2.10 Đối xứng trục
Mụ hỡnh vật liệu: Cỏc Quan quan hệ giữa ứng suất và biến dạng sử dụng cho cỏc bài toỏn địa kỹ thuật gồm cú:
- Đàn hồi tuyến tớnh - Đàn hồi phi tuyến tớnh - Đàn dẻo
- Cam – Clay - Hardening Soil - Soft soil
Khi phõn tớch bài toỏn Địa kỹ thuật chỳng ta cần phải xem xột đến cỏc yếu tố: - Ổn định cục bộ, tổng thể của cụng trỡnh;
- Chuyển vị của cụng trỡnh và đất nền xung quanh;
- Chuyển vị và nội lực kết cấu xuất hiện trong cỏc cụng trỡnh lõn cận.