Sử dụng Add Bolt Pattern để đưa vào chương trình các thanh neo có khoảng cách đều nhau trên biên đào.
Trình tự thực hiện như sau:
1. Chọn Add Bolt Pattern bằng việc sử dụng biểu tượng hoặc là từ menu
2. Bạn nhìn vào menu Add Bolt Pattern, nhập vào các thông tin dưới đây và chọn
OK.
• Bolt Property/ đặc tính của gia cố neo
• Pattern Orientation/ hướng của hình dạng gia cố • Bolt Length/chiều dài neo
• In-Plane Spacing/khoảng cách trong mặt phẳng • Staging/chia giai đoạn tác dụng
3. Drilling Point - nếu bạn chọn Radial trong orientation, đầu tiên là nhập tim
đường tròn, nhập điểm đầu tiên của thanh neo trên biên, di chuyển chuột theo hướng phát triển neo và bấm điểm cuối.
4. Nếu bạn chọn Nomal trong orientation thì chỉ việc bấm điểm đầu và điểm cuối trên biên.
Ví dụ về các điểm cần khai báo.
10.6. Liner overview/ T ng quan v l p gia cổ ề ớ ố
Trong các phiên bản trước đây nói đến chống đỡ là người ta nghĩ ngay tới gia cố phun vẩy hoặc là lớp bê tông bọc quanh đường hầm. Ngày nay nó đã được mở rộng rất nhiều loại tuy nhiên trong chương trình vẫn dùng chung từ là liner.
Những loại sau đây có thể sử dụng trong chương trình: • Simple liners (Ví dụ một lớp phun vẩy đơn giản)
• Reinforced Concrete / Bọc bê tông cốt thép
• Composite Liners (Gia cố bằng nhiều lớp vật liệu khác nhau) • Pile walls (Ví dụ thanh chống từ hai thành của đường hầm) • Geosynthetic support (Có thể là vải địa kỹ thuật)
• Struts or other free-standing support elements (những loại dạng trụ đứng tự do hoặc thanh chống)
• Cable truss (gia cố bằng cáp neo sử dụng trong khai khoáng hầm mỏ)
Chương 11 : GROUNDWATER/ NƯỚC NGẦM 11.1. Groundwater overview/ T ng quan v n c ng mổ ề ướ ầ
Mục đích chính của các tuỳ chọn của nước ngầm trong Phase 2 là để xác định áp lực lỗ rỗng kết hợp vào trong phân tích ứng suất để tính toán các giá trị của ứng suất hiệu quả. Hơn nữa, nếu chọn tùy chọn phân tích thấm qua các phần tử hữu hạn thì một phân tích dòng thấm ổn định được đưa ra để tính toán áp lực lỗ rỗng giống như tốc độ dòng chảy và các đại lượng thủy lực khác.
Để tạo mô hình nứơc ngầm trong Phase2:
1. Đầu tiên chọn Phương pháp tính toán nước ngầm mong muốn trong hộp thoại Project Settings. Có 3 phương pháp:
• Piezometric lines/ các đường đo áp • Water Pressure Grid/ lưới áp lực nước
• Finite element seepage analysis/ phân tích thấm qua phần tử hữu hạn 2. Sử dụng các tuỳ chọn được đưa ra để định nghĩa các điều kiện biên nước ngầm
cho mô hình.
Piezometric Lines
Nếu Groundwater Method = Piezometric Lines:
1. Đường đo áp được tạo ra với tùy chọn Add Piezometric Line trong menu
Boundaries.
2. Sau khi chúng được khởi tạo, đường đo áp được gán đến các vật liệu yêu cầu và một loạt các thời đoạn được định nghĩa với tuỳ chọn Define Hydraulic Properties trong menu Properties.
3. Nếu đường đo áp được phân chia giai đoạn ta có thể hiển thị riêng đường đo áp được gán cho thời đoạn hiện hành với tuỳ chọn View Piezos by Stage trong menu Groundwater.
Water Pressure Grid
Nếu Groundwater Method = Water Pressure Grid:
1. Lưới áp lực nước được định nghĩa với tùy chọn Water Pressure Grid trong menu Groundwater.
2. Lưới áp lực nước có thể được gán (hoặc tắt đi) đối với từng vật liệu với tuỳ chọn Define Hydraulic Properties.
Finite Element (Seepage) Analysis
Nếu Groundwater Method = Finite Element Analysis:
1. Các điều kiện biên thuỷ lực được định nghĩa với tuỳ chọn Set Boundary Conditions trong menu Groundwater.
2. Các thuộc tính vật liệu thuỷ lực được định nghĩa với tuỳ chọn Define Hydraulic Properties trong menu Groundwater.
3. Nếu muốn tính toán lượng dòng chảy ổn định qua một đoạn thẳng ta sử dụng tùy chọn Add Discharge Section trong menu Groundwater để định nghĩa một mặt cắt tính lưu lượng.
4. Nếu chỉ muốn tính toán dòng thấm thôi (không tính toán ứng suất) thì sử dụng tùy chọn Compute (groundwater only). Điều này cho phép hiển thị và kiểm tra kết quả tính thấm trước khi tiến hành phân tích ứng suất hiệu quả.
Với tuỳ chọn phânt tích thấm qua phần tử hữu hạn, phân tích thấm có thể dùng để tính toán áp lực lỗ rỗng đối với phân tích ứng suất hiệu quả, nhưng chỉ với tùy chọn Piezometric Lines or Water Pressure Grid. Nó cũng có thể được dùng như một tuỳ chọn độc lập, không phụ thuộc vào phân tích ứng suất trong Phase 2.
Điều này cho phép Phase 2 được dùng như là một chương trình phân tích thấm ổn định qua phần tử hữu hạn đối với các bài toán nhiều giai đoạn phức tạp. Tốc độ dòng chảy, gradient thuỷ lực và các đại lượng thủy lực khác có thể được tính toán khi thêm vào áp lực lỗ rỗng.
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 ô 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 không có gì. Ta có thể gõ hoặc dán dữ liệu vào ô 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 mô 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 mô 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 dòng 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 toán 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 mô hình tính toán 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
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 không 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 ô
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 không được với các nút riêng lẻ.
• Điều kiện biên dạng Nodal Flow Rate chỉ có thể gán cho các đỉnh, các nút không 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 mô hình và không 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 toán ở mỗi một nút không được vượt quá cao trình cột nước của nút.
Selection Mode
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 toán 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 mô 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 ô 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 không yêu 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 dòng nhắc lệnh và enter.
Chú ý:
• Để dùng chức năng kích chuột phải thì lưới phần tử phải tồn tại trong bài toán. • 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 mô hình có nhiều giai đoạn và ta muốn thay đổi giá trị của cột nước ở các giai đoạn là khác nhau thì chọn ô Stage Total Heads và nhập vào
giá trị yêu cầu tại mỗi thời đoạn. Chọn OK.
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 toán 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 toán 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 toán theo công thức