QUÁ TRèNH XÂY DỰNG Mễ HèNH SỐ TRƯỜNG HỢP Cể CỐT T- 123docz.net

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM FLaC 2D XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỜNG CHẮN MSE

4.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ TRÊN PHẦN MỀM FLAC 2D

4.1.1. QUÁ TRèNH XÂY DỰNG Mễ HèNH SỐ TRƯỜNG HỢP Cể CỐT THÉP

4.1.1.1.Mô phỏng tường chắn theo đúng mô hình vật lý : a.Mô phỏng lưới phần tử

Tạo lưới phần tử với các thông số mô hình tường chắn giống với mô hình vật lí cụ thể là:

 Chiều cao tường : 75cm

 Chiều rộng khối đất sau tường chắn là 120 cm;

 Lớp nền đất dày 10cm dưới tường; chia các ô lưới trong mô hình lưới ra các phần tử nhỏ với kích thước, khoảng cách hợp lý (trùng với các phần tử cốt) tạo điều kiện dễ dàng xuất các kết quả, đối chiếu với mô hình thực nghiệm.

 Mô hình được khóa cứng phương X hai cạnh biên và khóa phương X, Y cạnh đáy để phù hợp với mô hình vật lý

Hình 4.1.Rời rạc mô hình hóa bằng lưới phần tử b. Mô phỏng đất đắp sau lưng tường

Vật liệu đắp sau lưng tường được sử dụng cho mô hình là xỉ than được lấy từ nàh máy nhiệt điện Duyên Hải thuộc tỉnh Trà Vinh. Xỉ than sau lưng tường

được đầm chặt đạt độ chặt K95, các chỉ tiêu cơ lí của các lớp xỉ than được thí nghiệm trực tiếp từ phòng thí nghiệm phù hợp với các tiêu chuẩn về vật liệu đắp nền đường.

Bảng 4.1. Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp

Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Số liệu Ghi chú

Khối lượng riêng

(Mass-Densty) Kg/m3 1.424

Vật liệu xỉ than

Lực dính

(Cohension) Pa 0.048

Góc nội ma sát

(Friction angler) Độ 35.4

c. Mô phỏng Panel tường

Panel tường được sử dụng trong mô hình là tấm gỗ kích thước (75x75x4)cm, do mô hình đang nghiên cứu hệ số ma sát giữa xỉ than và cốt tại giao diện tiếp xúc, nên ta coi panel tường có độ cứng rất lớn, các tấm panel chỉ

bị dịch chuyển dưới tác dụng của áp lực thẳng đứng.

Bảng 4.2. Thông số của tường panel

Thông số Panel Đơn vị Tường

Chiều cao (Height) Cm 75

Bề dày (Width) Cm 4

Chiều rộng (Zspacing) Cm 75

Mô đun đàn hồi (Young’s modulus) Pa 24.E9

Quá trình mô hình tường chắn đất có cốt trong mô hình số ta cũng tiến hành mô phỏng từng lớp từ dưới lên trên tuân thủ đúng như việc thi công khi làm thí nghiệm, nhằm tăng cường độ chính xác của số liệu đầu vào cũng như kết quả xuất ra của tường chắn trong phần mềm FLAC 5.0

d. Mô phỏng cốt

Các lớp cốt là các cốt thép Φ10 có gờ .

Bảng 4.3.Thông số cốt

Thông số Đơn vị Giá trị

Về mặt hình học (Geometric)

Chiều dài (Length) Cm 110

Số cốt trên mỗi bề rộng tính toán (number

of strips per calculation width) Cốt 3

Thông số Đơn vị Giá trị

Về mặt cơ học (Mechanical)

Mo dun đàn hồi E (Young’ Modul) Pa 2E11

Cường độ chịu kéo (Tensile Force) N/m 3*49000 Cường độ chịu nén (Compress Force) N/m 3*49000 Độ giãn dài lớn nhất (Tens fail strain) % 0,1898 Độ cứng chịu cắt (Shear stiffness) N/m2 2E7 e. Mô phỏng giao diện đất và cốt

Hệ số ma sát tại giao diện giữa đất và cốt được lấy thông qua thí nghiệm trên mô hình vật lý .

Hình 4.2 Mô hình vật lý f. Mô phỏng giao diện đất và tường

Giữa xỉ than và panel tường có sự tương tác với nhau; khi làm việc có thể có sự dịch chuyển tương đối của 2 thành phần đất/panel tường tại giao diện này.

Mô phỏng tính chất giữa xỉ than và tường có độ cứng thông thường 24.105 (Pa/m); độ cứng chống cắt 24.105 (N/m/m); Lực dính 0.048 (Pa); Góc ma sát 35.40.

Hình 4.3. Lắp dựng tấm tường và thi công lớp đất bên dưới (37.5cm)

Hình 4..4. Lắp dựng lớp cốt (3Φ10, có gờ)

Hình 4.5.Đắp lớp đất bên trên dày 37.5cm

Hình 4.6.Khai thông số và mô phỏng giao diện tiếp xúc tường, cốt

 Chạy chương trình và xuất kết quả tính toán

Hình 4.7.Tính toán xử lý số liệu trên phần mềm Flac

Hình 4.8.Ứng suất phân bố của xỉ than sau tường

Hình 4.9Chuyển vị của tường trên phần mềm Flac

Hình 4.10.Phân bố lực kéo trong cốt

Hình 4.11.Hướngchuyển vị của toàn khối đất trên phần mềm Flac

Hình 4.12.Chuyển vị của khối đất sau lưng tường trên mô hình

Hình 4.12 minh họa biến dạng của đất sau lưng tường, khi khối đất chịu nén theo phương thẳng đứng với áp lực σ1đất bị nở hông tự do, tuy nhiên nhờ có lớp cốt tạo ra áp lực hông σ3 ngay từ bên trong khối đất nên toàn khối được ổn định, tuy nhiên do lớp lớp đất trên cùng chịu áp lực nén trực tiếp nên trong phạm vi gần đỉnh tường sẽ có xu hướng bị nở hông.So sánh kết quả của hai mô hình là hoàn toàn phù hợp với luận điểm trên.

 So sánh kết quả từ mô hình thực tế và mô hình số

Sau khi tiến hành mô phỏng tường chắn trên mô hình vật lý, quan sát quá trình vận động ứng suất biến dạng của tường, chuyển vị của tường, vùng biến dạng dẻo của khối đất đắp, các kết quả được so sánh với kết quả đạt được khi mô phỏng sô

́,để kiểm tra độ chính xác của thí nghiệm.

Hình 4.13.Chuyển vị tường giữa 2 mô hình

Hình 4.14.Phân bố lực trong cốt giữa 2 mô hình 4.2 NHẬN XÉT CHƯƠNG 4.

Từ việc mô hình số các kết quả thí nghiệm trên phần mềm FLAC2.0 ta đã có được một số biểu đồ quan hệ biến dạng,ứng suất,chuyển vị.so sánh với kết quả thực tế đạt được (chương 3) ta thấy rằng các kết quả giữa mô hình số và mô hình thực tế khá tương đồng.chứng tỏ việc thí nghiệm có kết quả khá chính xác.

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, vật liệu xỉ than được sử dụng với độ ẩm tốt nhất nhằm phù hợp với thực tế. Kết quả xuất từ phần mềm FLAC bao gồm ứng lực kéo, chuyển vị, biến dạng của cốt; ứng suất, biến dạng của tường được đối chiếu với các nghiên cứu khác trên mô hình số, mô hình thực nghiệm, quan trắc trên công trình thực tế, đánh giá rất phù hợp và chấp nhận được.

CHƯƠNG 5 :

ỨNG DỤNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG

QUÁ TRèNH XÂY DỰNG Mễ HèNH SỐ TRƯỜNG HỢP Cể CỐT THÉP

ĐỀ SUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN MSE