Bài giảng Khái quát về Plaxis
Các phần mềm ĐKT nên dùng như một mô hinh số:
linh hoạt và hiệu quả hơn các MH vật lý, có thể mô
phỏng các quá trinh vật lý xảy ra trong tự nhiên một cách
chính xác, thay thế cho MH vật lý trong một số TH.
Nhưng hạn chế của MH số (mô phỏng các quá trinh hóa
lý, biến đổi nhiệt.) cần được tiếp tục NC phát triển
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Khái quát về Plaxis, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1PLAXIS FINITE ELEMENT CODES
Lớp bồi d−ỡng ngắn hạn
Tháng 01 - 2007
Khái quát về Plaxis
2Nguyễn Công Mẫn
G.S. Cơ học đất – Nền móng
Nguyên Chủ nhiệm BM Cơ học đất – Nền móng ðHTL
Nguyên Tr−ởng ban Th− ký CHð - NM Bộ ðại học và THCN (1978 - 1983)
Lĩnh vực quan tâm: áp lực đất - đá, đất Latêrit, Tính nền theo TTGH, GEO-
SLOPE OFFICE, Cơ học đất không bão hoà, sử dụng các phần mềm ðKT:
GeoStudio, Plaxis
ðịa chỉ: Email. ncman@fpt.vn. Tel. 04 852 8512
Hoàng Việt Hùng
Th.sỹ Công trinh Thuỷ lợi - ðại học Thuỷ lợi - 2003
Th.sỹ Công trinh biển – Hà Lan - 2004
Giang viên BM Cơ học đất – Nền móng ðHTL
Lĩnh vực quan tâm: Sử lý nền công trinh Thuỷ lợi, Cơ học đất không bão hoà
PM GeoSlope Office và Plaxis
Dịa chỉ: Email. Hoangviethung@wru.edu Tel. 04 563 6067
TS. Nguyễn Hồng Nam
Kỹ s− Thuỷ công, ðH Thuỷ lợi Hà Nội, 1993
Thạc sỹ ðịa kỹ thuật, ðH Tổng hợp Tokyo, 2001
Tiến sỹ ðịa kỹ thuật, ðH Tổng hợp Tokyo, 2004
Lĩnh vực quan tâm: các đặc tính biến dạng tr−ớc phá hoại
của đất đá, ổn định mái dốc, mô phỏng số địa kỹ thuật, sử
dụng các PM GeoStudio, Plaxis
ðịa chỉ: Email: hongnam@wru.edu.vn Tel: 08046427
GIẢNG VIấN
3ðịa kỹ thuật công trènh và
Ph−ơng pháp Nghiên cứu
GS. Nguyễn Công Mẫn
PLAXIS FINITE ELEMENT CODES
Lớp bồi d−ỡng ngắn hạn
4đặc điểm của đất - đá trong xây dựng
Vk
Vn
Vh
Đất
Vr
n
V
V
r% = ì100%
Đá: n ≤ 1% ữvài chục %;
Đất: n = 50% ữ60% và hơn nữa
Vr
Vh
V
Đá
Vr – thể tích rỗng
Vn – thể tích n−ớc
Vk - thể tích khí
V – tổng thể tích
Phân biệt đất và đá
Môi tr−ờng phong hoá
Môi tr−ờng thuỷ nhiệt
tạo đá
Môi tr−ờng nhiệt thiêu
biến chất Môi tr−ờng trầm tích
Chôn vùi và
Nung nóng
Xói mòn
Vận chuyển
Trầm tích
N
â
n
g
c
a
o
v
à
x
ó
i
m
ò
n
C
h
ô
n
v
ù
i
s
â
u
h
o
ặ
c
m
a
c
m
a
x
â
m
n
h
ậ
p
• Vỏ trái đất dày: 30 – 40km tại lục địa, gấp
6-8 lần chiều dày vỏ đáy đại d−ơng.
• Hoạt động của ng−ời đạt tới 2km: 75% đá thứ
sinh, 25% macma. Từ 2-15km: 95% macma, 5%
đá thứ sinh
• Đất đ−ợc tạo nên trong khoảng vài trăm met sâu,
nhiều TH khó phân biệt giữa đá mềm và đất cứng
• Trong xây dựng, phân biệt giữa đá và đất: quy −ớc
Tam giác địa cơ học Burland
5• đất đá luôn biến đổi theo môi tr−ờng xung quanh, khó định ranh
giới ⇒ sản vật tự nhiên - lịch sử⇒ Tiếp cận theo PP Tam giác
địa cơ học Burland;
• Theo quy −ớc chia ra đất và đá ⇒ mô hinh hóa bằng tính đặc
chắc ( n %, γ, ...), độ cứng (E, G....), để dễ phân biệt;
• Khi đánh giá sự làm việc của một công trinh xây dựng, cần xét
t−ơng tác giữa kết cấu công trỡnh và môi tr−ờng (đất - đá) vỡ chúng
là hai loại vật liệu khác nhau sẽ có anh h−ởng lẫn nhau ⇒
tính toán nền và công trinh theo TTGH;
• Theo sự phát triển nhận thức của con ng−ời và các tiến bộ về
KH-CN, các ph−ơng pháp nghiên cứu về đất- đá ngày càng tiếp
cận với thực tế.
đặc điểm của đất - đá trong xây dựng
6Xu thế liên ngành
Địa kỹ thuật - Địa kỹ thuật Công trình - Địa kỹ thuật Môi tr−ờng (Geoenviro.
Engineering)- Địa cơ học - Địa Cơ học ứng dụng - Đá Công trình (Rock
Engineering) -Thuỷ Địa cơ học - Địa chất Môi tr−ờng ( Environ. Geology )...
Địa chất học
Khí quyển Nguồn gốc
Thuỷ quyển Lịch sử phát triển
Thạch quyển Cấu trúc
Nội quyển Quá trình Địa chất
Các KH trái đất - Xu thế phân ngành
Khoáng vật học - Thạch học - Thổ nh−ỡng - Địa mạo - Kiến tạo - Khí t−ợng
Địa vật lý - Địa chấn - Thuỷ văn - Địa chất TV - ĐC công trình (1929) -
Cơ học Đất (1925) - Cơ học Đá (1957) ...
Khái quát về sự phát triển của các khoa học trái đất
7Từ đơn ngành đến liên ngành
• Gđ phát triển đơn ngành: Tim hiểu ban chất của vật
chất vỏ trái đất. Cơ học đất (1925) và Cơ học đá (1957)
đ−ợc hinh thành riêng biệt, theo cấu trúc nội dung không
đồng bộ, nhằm đáp ứng yêu cầu thiết kế và xây dựng
công trinh trong giai đoạn đầu của sự phát triển.
• GĐ phát triển đa ngành: Đánh giá tổng thể t−ơng tác giữa
công trình và môi tr−ờng đất - đá, bảo đảm công trình xây
dựng làm việc bình th−ờng trong một môi tr−ờng phát triển
bền vững, do đó cần gộp một số nội dung của một số môn
học có liên quan trong một liên ngành (Interdiscipline).
• Địa kỹ thuật công trình (Geotechnical Engineering).
Quan trọng trong xây dựng công trình: ≥ 50% sự cố công
trình xảy ra có nguồn gốc từ sai sót về mặt ĐKT.
⇒ Cần có PP tiếp cận hợp lý các bài toán ĐKT
8Skills needed for Geotechnical Engineering
Anon, 1999 - Ground Engineering, Nov. 1999, British Geo. Assoc.
Public Policy
Codes of practice
Standards Law
Contract Law
Specifications
Bill of quantities
Construction
Practices
Experiences
Mechanical Engineering
Instrumentation,
Drilling system, Excavation
Technics, Support
Soil Mechanics
Description,
Effective Stress,
Deformation,
Failure Seepage,
Earth Pressure
Site Exploration
Reconnaissances
Drilling Testing
Parameter selection
Reporting
Rock
Mechanics
Description
Deformation
Failure
Materials Types
Properties
Computer Science
Compatibility
Equilibrium
Rheological Models
Applied
Mechanics
Compatibility
Equilibrium
Rheological Models
Structural
Mechanics
Elasticity Plasticity
Failure Mechanisma
Geotechnical Engineering
Foundation Design
Bearing capacity
Setlement types
Soil/Rock Mass
Engineered fills
Retaining Structure
Slope
Flood Control
Landfill Barriers Dam
Engineering Irrigation
Ground Improvement
Mechanical, Chemical,
Drainage,Reinforcement
Geochemistry
Solid Waste
Leachate
Hydrology
Fluid type
Fluid Flow
Geology
Mineralogy
Geological
Processes
Groundwater
Ground Movement
Geophysics Vibrations
Earthquakes
9Skills needed for Geotechnical Engineering
Norbert R. Morgenstern, Nov. 2000 – GeoEng2000
Chuyên ngành ĐKT
Đào tạo cao học
Geotechnical Engineering
Fluid Control
Systems
e.g. dams
Underground
Geo-structures
e.g., tunnels
Surface Geo-
structures e.g.,
embankments, landfills
Ground Improvement
e.g. densification,
remediation
Structural
Support Systems
e.g., foundations
Numerical Analysis
finite elements,
finite differences
Continuum Mechanics
elasticity, plasticity
idealisation
Structural Mechanics
deformation, failure,
member design
Materials
types, properties,
geosynthetics
Soil Mechanics
deformation,
failure, seepage
application
Rock Mechanics
deformation,
failure, seepage
application
Hydrology
surface fluid flow
Geology
Composition
genesis processes
hydrology
Site Exploration
reconnaissance,
drilling, in-situ
testing, geophysics
Geochemistry
waste
leachates
durability
Ground
Movements
Earthquakes
Public Policy
Codes, standards,
law + compliance
Contract Law
specifications
Construction
practice,
experience
Mechanical Engineering
drilling, instruments
excavation
Risk Management
observational method,
risk assessment,
instrumentation
ĐKTCT là một liên môn học,
áp dụng những nguyên lý cơ
bản của Cơ học đất, Cơ học
đá, Kỹ thuật xây dựng nền
móng và công trình.., để giải
quyết các vấn đề thiết kế, thi
công, sử lý - cải tạo các loại
công trình xây dựng, khai
thác tài nguyên thiên nhiên,
đặt trên, trong, t−ơng tác với
môi tr−iờng đất đá ( Nguyễn
Công Mẫn, 1997)
10
Sơ đồ trực quan biểu
thị một ph−ơng pháp
luận logic, biện chứng,
định h−ớng cho việc
học tập nghiên cứu và
giảng dạy Địa Kỹ
thuật. mà đối t−ợng
nghiên cứu có thể là
cả Đất và Đá
Kinh nghiệm
có tr−ớc đã
đ−ợc sàng
lọc IV
Mặt cắt
khối đất
I
Khảo sát
hiện tr−ờng,
mô tả đất I
Bản chất
đất
II
Thí nghiệm, đo
đạc trong phòng
và hiện tr−ờng,
quan sát II
Muốn trở thành một
chuyên gia ĐKT giỏi,
cần đ−ợc đào tạo
chuyên ngành ĐKT và
nhiều năm tích luỹ
kinh nghiệm
Nash Lecture. The teaching of Soil Mechanics – A personal view (1987, 1996);
Annon. Definition of Geotechnical Engineering 1999 -Morgenstern, N.R, 2000
Tam giác địa cơ học Burland
Mô hình húa
III
Mô hình hoá
phân tích - III
MH hóa: Khái niệm, vật lý,giai tích
11
Bản chất
đất
II
CN ủo ủiện tử,
Thiết bị cải tiến
Biểu thức bỏn
kinh nghiệm
Phần mềm
chuyờn dựng....
Mô hình húa
III
Phần mềm
chuyờn dụng,
Mụ hỡnh số
Nhận xét:1. Mô hinh hóa ban chất vật liệu và quá trinh vật lý ngày
càng tiếp cận thực tế;
2.Tại VN, Mô hinh vật liệu Cam Clay (M, Γ, k, λ, v ) và các đặc tr−ng
của đất không bão hòa (đcđt n−ớc đất, φb...) chưa quen dùng;
3. Plaxis dùng biểu thức "Hydraulic Function" Van Genuchten cho
đất KBH. SEEP/W có thư viện hàm thấm ủể tiện dùng.
4. Burland, 1996 có binh luận vấn đề này trong phiên bế mạc trong
"Conference on Unsaturated Soils/Unsat’95/Paris"
Mặt cắt
khối đất
I
ðịa vật lý, Khoan ủào,
3D Televier logging
Kim, Hyoung-Soo,
2005
Tr−ớc khi khoan phụt Sau khi khoan phụt
0
5
10
15
20
25
30
35
40
(m)14.0m 14.0m 14.0m 14.0m
Mật độ mở
rộng vết nứt
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
(m)
Tam giác địa cơ học Burland
12
Tam giác đch Burland & công nghệ
hiện đại thúc đẩy phát triển đKT
PPL Burland
. Cấu tạo địa tầng;
. Đặc tr−ng ĐKT của đất - đá;
. Mô hình thích hợp (Cơ học
ứng dụng – PTHH)
. Kinh nghiệm tích luỹ đ−ợc
sàng lọc
Công nghệ hiện đại trong tiếp cậnĐKT
+ sự phát triển của Tin học - máy tính
cá nhân ⇒Vai trò các phần mềmĐKT
Đẩy mạnh sự phát triển ĐKT:
Mở rộng khả năng tiếp cận các bài toán đkt
Hiệu quả cao trong NC, PVSX, giảng dạy
13
Lập mô hình
vật lý - TT
Lập mô hình
toán
Ph−ơng pháp
tính & MT
Định tính các
QT vật lý &
t−ơng tác
Lập hệ
ph−ơng trình
định l−ợng
Mô phỏng lý
thuyết các QT
vật lý &TT
1. Ph−ơng pháp tính và máy tính thúc đẩy sự phát triển ĐKT:
Phát triển liên môn → mở rộng phạm vi NC về không gian và đối t−ợng
2. CN hiện đại dùng cho thiết kế mới, thiết kế sửa chữa/quản lý an toàn
các CT hiện có và nghiên cứu theo mô hình số.
PHƯƠNG PHÁP LUẬN TIẾP CẬN ðỊA KỸ THUẬT
So sánh - Hiệu chỉnh
14
Definition of Modelling: (WHAT)
Physical
System
hysical
Syste
Mathematical
System
athe atical
Syste
Numerical Modelu erical odel
Reading Workshop - May 2003
Introduction to “Modelling”
Lee Barbour and John Krahn
tham khao
15
Steps in Model Development
Examination of physical problem
Replacement of physical problem with
mathematical description
Solution of mathematical problem
Evaluation of the mathematical solution
in terms of the physical reality
Lee Barbour and John Krahn
July 2003 - England
tham khao
16
Lee Barbour and John Krahn
July 2003 - England
Modeling
Illustration
Observe
(Conceptual
Model)
Measure
(Theoretical
Model)
tham khao
17
Lee Barbour and John Krahn
July 2003 - England
Modeling
Illustration
Verify
(Interpretative
Model)
Explain
(Numerical
Model)
tham khao
18
• Thiết kế CT theo TTGH:
1.Ultimate State
2.Serviceability State
TCXD Nga ( Từ 1962)
E.C 7 - CĐCÂ ( từ 1997 );
•Tiếp cận hợp lý các bài
toán ĐKT - Tam giác địa
cơ học Burland
• Hợp tác liên ngành và
phát triển công nghệ:
Phần mềm chuyên dùng
J. van der Weide, 1988
Môi tr−ờng & hoạt
động của ng−ời
Structure
Systems
Response
Water
Soil
Rock
Đập
NềnN−ớc hồ
Sowas và tính nền - công trinh theo TTGH
Hợp tác liên ngành
•Tổ chức thẩm định CT
Sơn La của NIPPON KOEI
19
ví dụ Tính toán theo TTGH
Đào tunen sau khi đã có CT
TT GH thứ hai
M
ặ t
t r
− ợ
t
Kiểm tra mất ổn định tổng thể
của t−ờng chắn đặt trên mái đất
TT GH thứ nhất
Có thể dùng Phần mềm PLAXIS
hoặc Phần mềm SIGMA/W để giai quyết
20
1. TG ðCH Burland - PPL hiện ủại định h−ớng cho việc
tiếp cận các bài toán đKT nên cần đ−ợc quán triệt trong
sản xuất và nghiên cứu phát triển (Thực tế: 70% CT h−
hỏng do sai sót về ðKT);
2. Các phần mềm ðKT nên dùng nh− một mô hinh số:
linh hoạt và hiệu quả hơn các MH vật lý, có thể mô
phỏng các quá trinh vật lý xảy ra trong tự nhiên một cách
chính xác, thay thế cho MH vật lý trong một số TH.
Nh−ng hạn chế của MH số (mô phỏng các quá trinh hóa
lý, biến ủổi nhiệt...) cần ủược tiếp tục NC phát triển;
nhận xét và kết luận
21
4. Nên tận dụng các phần mềm ðKT như một công cụ MH số ủể
dự tính các khả năng có thể xảy ra cho các dự án trong NCKH,
hoặc lựa chọn giải pháp hợp lý trong thiết kế sản xuất. Nó cũng
cần ủ−ợc khai thác trong quản lý sửa chữa các CT hiện có.
ðây cũng là một su thế hợp lý ủể tiết kiệm thời gian, kinh phí trong
công tác NCKH
3. Việc khai thác các MH số có hiệu quả hay không là tùy thuộc ở
ng−ời sử dụng. Nếu khai thác tốt, ng−ời sử dụng có thể hiểu sâu
sắc hơn các quá trỡnh vật lý ch−a biết, làm sâu sắc hơn kiến
thức tích lũy cho bản thân: đó là các kinh nghiệm có chọn lọc
trong nhân của TG ðCH Burland.
Do vậy quá trinh khai thác sử dụng các phần mềm ðKT cũng
chính là quá trinh tự ủào tạo, nên cần cải tiến giảng dạy ðKT, tạo
ủiều kiện cho SV tiếp cận và khai thác chúng trong ủào tạo tại
các tr−ờng ðại học.
nhận xét và kết luận
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 1_microsoft_powerpoint_ppl_nc_dkt_1_2865.pdf