Phân tích phần tử hữu hạn là một phương pháp tính gần đúng, nguồn lỗi nhiều và thường khơng thể tránh khỏi. Số lượng nút trong mơ hình có tác động đáng kể đến kết quả tính tốn. Số lượng phần tử lớn hơn tạo ra một số lượng lớn các nút cho kết quả chính xác hơn mơ hình có ít nút. Khi thiết kế các mơ hình phức tạp thì thích hợp có số nút cao hơn so với trường hợp đơn giản hơn.
Các thiết lập mặc định cho kích thước cluster trong PLAXIS 3D Foundation là lưới thơ (Coarse mesh). Chia lưới thế này có thể đủ kích thước khi mơ hình các trường hợp đơn giản và tính chính xác của tính tốn khơng cần cao. Hệ thống phương trình dễ dàng hơn cho máy tính để giải quyết và thời gian tính tốn tương đối ngắn.
Nếu cần độ chính xác cao hơn thì cần sự làm mịn các cluster. Nếu tồn bộ mơ hình cần được làm mịn, thì sử dụng chức năng Global coarseness để thay đổi kích thước phần tử cả phương đứng và ngang với khoảng từ rất thô (Very coarse) đến rất mịn (Very fine). Lưu ý rằng nếu chúng ta chia lưới 2D quá mịn sẽ làm tăng phần tử khi tiến hành chia lưới 3D và đồng nghĩa là thời gian tính tốn sẽ tăng lên gấp nhiều lần.
33
- Mơ hình Mohr – Coulomb. - Mơ hình Hardening Soil. - Mơ hình Soft Soil Creep. - Mơ hình Linear Elastic.
Dưới đây giới thiệu một số đặc trưng cơ bản của mơ hình Mohr-Coulomb và mơ hình Hardening Soil (HS) là 2 mơ hình được sử dụng phổ biến trong Plaxis 3D để so sánh các chỉ tiêu cơ lý.
Mơ hình Mohr-Coulomb
Mơ hình Mohr-Coulomb trong Plaxis được dựa trên ý tưởng của quy luật cơ bản đàn - dẻo với mặt ngưỡng cố định không bị tác động bởi biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất của một điểm nằm trong mặt ngưỡng là đàn hồi thuần túy. Khơng có quy luật tái bền hay hóa mềm yêu cầu đối với mơ hình Mohr-Coulomb vì nó được giả định là dẻo thuần túy. Mơ hình Mohr – Coulomb yêu cầu 5 thông số cơ bản.
Bảng 2.1. Đặc trưng vật liệu trong mơ hình Mohr-Coulomb
Thơng số Đơn vị Định nghĩa
E kN/m2 Mô đun đàn hồi của đất
ν - Hệ số poisson
φ Độ (o) Góc nội ma sát của đất
c kN/m2 Lực dính của các phần tử hạt đất
ψ Độ (o) Góc giãn nở, sự thay đổi thể tích của đất trong q trình cắt
Mơ hình Hardening Soil (HS)
Mơ hình Hardening Soil đáp ứng đất khi chịu tải trọng là khơng tuyến tính, khơng đàn hồi và rất là phụ thuộc vào cường độ của ứng suất. Mơ hình đàn hồi khơng tuyến tính có thể được trơng đợi để mang lại dự đốn có thể chấp nhận của ứng xử đất tại một mức độ ứng suất cắt tương đối nhỏ. Mơ hình Hardening-Soil là một mơ hình nâng cao có thể được sử dụng để mơ phỏng ứng xử ứng suất - biến dạng của cả đất mềm và đất cứng. Mơ hình Hardening-Soil u cầu 5 thơng số cơ bản.
Bảng 2.2. Đặc trưng vật liệu trong mơ hình Hardening-Soil
50
ref
E kN/m2 Độ cứng cát tuyến trong thí nghiệm nén 3 trục chuẩn
ref oed
E kN/m2 Độ cứng tiếp xúc với tải nén cố kết chính
ur
ref
E kN/m2 Độ cứng dỡ tải/ gia tải lại ( urref
E = 3E50ref )
m Năng lượng phụ thuộc vào mức độ ứng suất của độ cứng Độ (o) Góc nội ma sát của đất
c kN/m2 Lực dính của các phần tử hạt đất
ψ Độ (o) Góc giãn nở, sự thay đổi thể tích của đất trong q trình cắt
2.4.4. Thơng số vật liệu chính đưa vào mơ hình tính tốn
a. Đặc trưng vật liệu tường vây (Wall)
Tường vây được mơ hình hóa là đàn hồi tuyến tính. Để mơ phỏng cấu trúc chắn giữ, PLAXIS 3D đã sử dụng phần tử tường (Wall). Để mô phỏng ứng xử thực tế của tường trong khơng gian 3 chiều thì phải xem xét ứng xử theo từng phương khác nhau. Trong PLAXIS 3D, các bức tường chỉ có thể mơ phỏng đẳng hướng, có nghĩa là độ cứng uốn là giống nhau trong tất cả các hướng.