Bài giảng Mô hình hoá trong plaxis

1Mô hènh hoá trong plaxis 2004 Plaxis 3D Found 2003 Plaxis PlaxFlow 2002 Plaxis V.8 2001 Plaxis 3D Tunnel 2000 Plaxis Dynamics 1990 Plaxis V.3 1987 Plaxis V.1 Năm Tờn Sự phát triển PM Plaxis đ−ơc bắt đầu từ 1987 tại đH công nghệ Delff - Hà Lan. Phiên bản Plaxis V.1 ban đầu đ−ợc lập nhằm mục đích phân tích các bài toán ổn định đê biển và đê sông tại các vùng bờ biển thấp tại Hà Lan. GS. R.B.J Brinkgreve và P.A Vermeer là những ng−ời khởi x−ớng. Nam1993 Công ty PLAXIS BV đ−ợc thành lập và từ năm1998, các phần mềm PLAXIS đều đ−ợc xây dựng theo phần tử hữu hạn Bộ PM Plaxis hiện nay 2• Plaxis 3D Foundation - V.1 - Phân tích biến dạng và ổn định các móng bè, móng cọc và công trinh biển theo PTHH. • Plaxis V.8 - 2D Phân tích biến dạng và ổn định các bài toán đKTtheo PTHH - 2D, tr−ờng hợp đất bão hòa và không bão hòa; • Phân tích động lực theo PTHH - 2D do tác động nhân tạo và động đất gây ra - Không xét đ−ợc hóa lỏng trong MT; • Plaxis PlaxFlow - V.1 - Phân tích thấm trong môi tr−ờng đất đá theo PTHH - 2D. Bài toán thấm ổn định và không ổn định, môi tr−ờng đẳng h−ớng và bất đẳng h−ớng; • Plaxis 3D Tunnel V.2 - Phân tích biến dạng và ổn định theo bài toán ba chiều trong thiết kế đ−ờng hầm theo PTHH; Bộ phần mềm PLAXIS hiện nay 3LỚP chuyển giao PLAXIS V.7 cho ðẠI HỌC THỦY LỢI 29/10 – 2/11/2001 [Chính phủ Hà Lan tài trợ] 4ảnh đăng trong Plaxis Bulletin N0 12 – June 2002 5Lớp SV ðại học Thuỷ lợi 5 ữ 7/01/2007 6Lớp SV ðại học Thuỷ lợi 5 ữ 7/01/2007 7Lớp SV ðại học Thuỷ lợi5 ữ 7/01/2007 8ðơn vị dùng trong Plaxis [lb] [lb/in] [psi] [psi] [kN] [kN/m] [kPa] [kPa] Lực tập trung Tải trọng tuyến Tải trọng phân bố ứng suất Lực và ứng suất [psi] [psi] [độ] [độ] [lb/cu in.] [in/sec] [kN/m2] = [kPa] [kPa] [độ] [độ] [kN/m3] [m/ngày] Môđun Young Lực dính đơn vị Góc ma sát Góc chảy Trọng l−ợng đv Hệ số thấm Tính chất vật liệu [in] [in] [m] [m] Toạ độ Chuyển vị ðơn vị hỡnh học [in] [lb] [sec] [m] [kN] [ngày] Chiều dài Lực Thời gian ðơn vị cơ bản Hệ MỹHệ SIðại l−ợngLoại ủơn vị [ft3/sec] [ft/sec] [m3/day] [m/day] L−u l−ợng giếng Thấm biên Thấm 9Khái quát về mô hỡnh hoá Thiết lập sơ đồ công trỡnh • Lập sơ đồ hỡnh học • Lập l−ới PTHH • Xác định các điều kiện ban đầu • Xác định các giai đoạn tính toán • Tính toán [Calculation P] • Hiển thị, kiểm tra các kết quả tính toán [Output, Curve] Input Program 10 ðịnh dạng hỡnh học cho bài toán Sơ đồ hỡnh học bài toán đ−ợc xác định nhờ: • Các điểm, đ−ờng và cụm (cluster - đơn nguyên) • Các tầng đất, phần tử kết cấu và các tải trọng. ðiểm • Xác định điểm đầu và cuối các đ−ờng • ðịnh vị các neo • Lập các lực điểm (tập trung) • Cố định điểm • Làm mịn cục bộ l−ới PTHH 11 Cụm (đơn nguyên) • Vùng khép kín để tự động sinh l−ới • Xác định tính đồng chất của đất đá ð−ờng • Xác định các đ−ờng biên vật lý của dạng hỡnh học • Xác định các gián đoạn trong MH hỡnh học nh−: - T−ờng cừ, tải trọng phân bố - Phân cách các lớp đất đá khác nhau hay các giai đoạn thi công • Vậy một đ−ờng có nhiều chức năng hoặc tính chất ðịnh dạng hỡnh học của bài toán 12 L−ới • Các phần tử tam giác 6 nút hay 15 nút • Chuyển vị đ−ợc tính theo vị trí nút • ứng suất đ−ợc tính tại các điểm tích phân Gauss ðịnh dạng hỡnh học của bài toán Các cửa sổ (menu và toolbar) Tuỳ theo mỗi phần mềm, Plaxis có các menu và công cụ t−ơng ứng nêu trong cửa sổ chính của thuộc mỗi phần mềm 13 Input program ðịnh dạng hỡnh học của bài toán 14 Plaxis V.8 Cửa sổ chính của Input - ðối t−ợng hỡnh học (geometry) - Văn bản (text) - Thông số mô hỡnh - Lựa chọn MH đất Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán Input program 15 Input program Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán • Lập MH hỡnh học • Tạo lập và gọi các tệp dữ liệu • Tạo l−ới PTHH • Lập các điều kiện ban đầu 16 Plate (Tấm) - Kết cấu mỏng có độ cứng chịu uốn và pháp h−ớng t−ơng đối lớn, (dùng Line) đ−ợc tạo bởi các PT dầm. Ví dụ: bản, t−ờng, vỏ (hầm). z Thông số MH: EI và EA Bề dày: Các PT tấm 3 và 5 nút có 2 độ CV tự do: ux, uy và 1 độ xoay tự do trên mặt x,y. ðiểm ƯS nằm cách trên và d−ới đ−ờng tâm tấm một đoạn 1/2deq 3 Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán Hinges (Bản lề) và Rotation Springs (Lò so xoay) MH nối tiếp, xoay tự do (liên tục và không liên tục) tại giao điểm các PT dầm Lập MH hỡnh học 17 Nối tiếp gi−a PT Interf và PT đất Interface (Giao diện). Phần tử nối tiếp có độ dày ảo, MH hoá sự tr−ợt giữa đất - kết cấu tấm, ngăn cản dòng thấm vuông góc với PT trong phân tích thấm và cố kết thấm. Tính chất vật liệu, đặc tr−ng bởi Cinter⇒ hệ số triết giảm: Cinter = Rinter. Csoil và tanϕinter = Rinter ã tan nsoil với: Interaction sand/steel = Rinter ≈ 2/3 Interaction clay/steel = Rinter ≈ 0.5 Interaction sand/concrete = Rinter ≈ 1.0 - 0.8 Interaction clay/concrete = Rinter ≈ 1.0 - 0.7 Interaction soil/geogrid = Rinter ≈ 1.0 (interface may not be required) Interaction soil/geotextile = Rinter ≈0.9 - 0.5 (foil, textile) Geogrids - PT 3 hay 5 nút, CV 2 độ tự do: ux uy; - Vật liệu đàn hồi tuyến tính; - Không có độ cứng chịu uốn (EI), chỉ có độ cứng pháp h−ớng (EA - chỉ chịu kéo, không chịu nén) - T−ơng tác ðất/Geogrid ⇒ dùng MH “Interfaces” nút X điểm Ư S Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán 18 Ví dụ sử dụng GEOGRID Geogrid 19 Node-To-Node Anchors. ðể MH neo, cột và thanh chống. - Phần tử đàn dẻo - Nối hai điểm hỡnh học - ðặt ứng suất tr−ớc. ƯD: anchor, column, rod Fixed-End Anchors. ðể MH neo, thanh chống, cột chống - Phần tử đàn hồi; - Một đầu đặt vào vật hỡnh học, đầu kia đặt cố định - ðặt theo góc tuỳ ý và có thể tạo ứng suất tr−ớcà strut Ví dụ mô hỡnh hoá “Ground Anchor” Input geometry Generated mesh Axial forces in ground anchor Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán 20 • "Tunen". Tạo mặt cắt tunen tiết diện tròn hoặc không tròn: vỏ chống và giao diện. Cửa sổ "Tunnel Designer" cho tạo"Input". • Cho 3 loại tunen: Bore Tunnel, NATM Tunnel (New Austrian Tunneling Method) và Tunnel ng−ời dùng tự lập. à Prescribed Displacement (Chuyển vị quy định) ðặt vào MH để kiểm soát chuyển vị của một điểm (Standard) Fixities – MH chuyển vị bằng không. Phân biệt ux = 0, uy = 0 và ux = uy = 0. Ví dụ: dùng để mô phỏng bài toán cửa lật. Rotation Fixities (định vị xoay) - MH gắn độ tự do xoay của một tấm quanh trục z. Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán 21 Theo mặc định, các giá trị đ−a vào lấy bằng -1. Tăng tải bằng (∑MloadA hay ∑MloadB) Tải trọng phân bố A. Input window for distributed loadInput window for point load Tải trọng tập trung A. Drains (Tiêu thoát n−ớc). Mô phỏng các đ−ờng trong MH hỡnh học tại đó áp lực n−ớc lỗ rỗng d− lấy bằng 0. Lựa chọn này chỉ dùng khi phân tích cố kết thấm hoặc tính dòng thấm của n−ớc d−ới đất. Well (Giếng). Mô phỏng các điểm quy định trong MH hỡnh học tại đó l−u l−ợng bị rút đi từ nguồn hoặc bù vào khối đất. Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán 22 Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán Tạo lập và gọi các tệp dữ liệu • Vào các thông số MH và “data sets” trong “data base” vật liệu • Gọi tệp dữ liệu cho các thành phần hỡnh học bằng “drag và drop” Tạo l−ới các PTHH • Hoàn toàn tự động tạo l−ới dựa trên MH hỡnh học • Lựa chọn làm mịn tổng thể và cục bộ l−ới 23 Lập các điều kiện ban đầu Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán • Tạo lập áp suất lỗ rỗng ban đầu bằng đ−ờng mặt n−ớc hoặc từ tính thấm • Lập dạng hỡnh học ban đầu • Tạo lập các ứng suất ban đầu (K0 procedure) Chuyển nút: ƯS ban đầu và “geometry mode” 24 • Tính toán theo đàn hồi, cố kết, triết giảm Phi/c và phân tích động • Cập nhật l−ới • Nhập gia tải: “Multipliers” hay “Staged Construction” • Thay đổi điều kiện mực n−ớc • Các pha tính có thể xác định tr−ớc và thực hiện tức thời Xác định các “pha” tính toán Calculation 25 Ch−ơng trỡnh xem – kiểm tra kết quả 26 • Xuất đồ thị và bảng của các giá trị chuyển vị, ứng suất và các lực kết cấu • Các “Output” trong các mặt cắt • Có thể mở đồng thời các cửa sổ “output” để so sánh – đối chiếu các kết quả Ch−ơng trỡnh xem – kiểm tra kết quả 27 không có drain, well Mới Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán PLAXIS 3D Tunnel 28 Mới Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán PLAXIS 3D Foundation 29 Cửa sổ chính Công cụ định dạng hỡnh học của bài toán Plaxis - PlaxFlow 30 Các bài toán trong PLAXIS PLAXIS V.8 có thể giải 2 loại bài toán: biến dạng phẳng và đối xứng trục và có thể tích hợp với PlaxFlow để xét ảnh h−ởng thấm. biến dạng phẳng đối xứng trục • Quy −ớc dấu - Ư.S & lực nén, AL lỗ rỗng: âm. - Ư.S & lực kéo: D−ơng • đơn vị dùng: Hệ SI (Hệ đơn vị quốc tế) và hệ Anh - Mỹ • Gia tốc, trọng l−ợng và khối l−ợng: g = 9,8m/sec2; m = γ/g; • Hệ quy chiếu BT phẳng: MH đ−ợc tạo trên mặt x,y; BT đối xứng trục: x - tọa độ bán kính, y - tọa độ trục, z - ph−ơng tiếp tuyến. 31 Mô hỡnh hoá trong Plaxis Lưới các phần tử • Bộ PM Plaxis đ−ợc xây dựng theo ph−ơng pháp PTHH: - Rời rạc hoá miền liên tục ==> các điểm rời rạc ==> lưới các PT - Các phương trỡnh toán học liên tục ==> các PTr toán học rời rạc (đại số ) • L−ới các PT ==> tam giác: điểm, đ−ờng và l−ới 10B 15 nút 12 điểm Ư S -Sau khi lập xong MH hỡnh học ==> tự sinh l−ới Mặt cắt xy ⇒ tự sinh l−ới L−ới 2D 6 nút 3 điểm Ư S 10B MH 2D - Plaxis - Có 2 lựa chọn số PT: PT 6 nút và PT15 nút 10B 32 Mô hỡnh hoá trong Plaxis Lưới các phần tử MH 2D – PlaxFlow – Trong phân tích thấm, PlaxFlow vẫn dùng KN “Plane strain” để “tích hợp” với MH 2D của Plaxis V8 [ t−ơng tự SEEP/W - SIGMA/W ], song PlaxFlow luôn dùng PT 3 nút, 1 điểm ƯS. 6 nút 3 điểm Ư S ⇒ PT 6 nút thành 4 PT 3 nút PT 15 nút thành 16 PT 3 nút 15 nút 12 điểm Ư S ⇒ 33 Tạo chiều thứ 3 cho MH bằng "z-planes" và "slices“ Tự sinh l−ới Tấm 15 nút Dùng chung cho ca 3D Tun và 3D Found. y x z L−ới 3D ⇒ Mặt cắt xy ⇒ tự sinh l−ới L−ới 2D MH 3D –Tunnel Mô hỡnh hoá trong Plaxis Lưới các phần tử 34 Example Movie: L−ới biến dạng ⇒ co búp mặt cắt trong quỏ trỡnh ủào L−ới biến dạng trong khi đào theo giai đoạn Hầm tiết diện trũn 14 x 3 m 35 L−ới biến dạng trong khi đào theo giai đoạn ðường hầm NATM Phân bố các ứng suất hiệu quả quanh đ−ờng hầm trên một mặt phẳng vuông góc với trục hầm Lưới biến dạng và quá trỡnh đào ðường hầm NATM (New Austrian Tunneling Method) 36 ⇒ Shadings of total displacements Bore Hole Window Work Plan Window ⇒ MH 3D – Foundation Work Plan y x z PT nêm 15 nút, 6 điểm ƯS 37 Giai đoạn I Nén ban đầu Giai đoạn III Cố kết thứ cấp Giai đoạn II Cố kết ban đầu Thời gian (thang lgt) B i ế n d ạ n g A B I. Biến dạng tức thời, chủ yếu do sự “bóp méo”, làm thay đổi hình dạng, không thay đổi thể tích và do sự thoát một phần khí khỏi lỗ rỗng của đất. II. Biến dạng cố kết thấm, kiểm soát bởi tốc độ thoát n−ớc d− trong lỗ rỗng của đất – quá trình chuyển hoá từ ứng suất trung hoà sang ứng suất có hiệu quả - tới khi biến thiên áp suất lỗ rỗng bằng không. Biến dạng cố kết thấm chiếm khoảng 90% tổng biến dạng có thể đối với đất hạt mịn. III. Biến dạng từ biến, kiểm soát bởi sự tr−ợt lên nhau giữa các hạt đất qua màng n−ớc liên kết sau khi cố kết thấm kết thúc, tại áp suất hiệu quả không đổi St = Si + Sc + SsTổng biến dạng MH tính chất vật liệu trong PLAXIS 38 *Biểu thị kết quả TN nén ơđômet theo bán lôgarit Cc - chỉ số nén ⇒ [λ] 1 2 21 12 21 ' ' log'log'log'log σ σσσσ eeee d de C v c − = − − = − = 0 0 0 0 ' ' log 1 v vv cc e H Cs σ σσ ∆+ + = vv σσσ ∆+= 02 '' σ’v ∆ H u0εh = 0 εh = 0 H0 1 2 ' ' log σ σ ε ε v cC ∆ = Ccε- chỉ số nén cải biên 0 0 ' ' log v vvo cc HCs σ σσ ε ∆+ = 01 e C C cc + =ε Plaxis Ccε⇒ λ* 39 *Biểu thị kết quả TN nén ơđômet theo bán lôgarit ε ∼ log σ’ Cs - chỉ số nở Cc - chỉ số nén 1 1 K* λ* εv lnσ’ ε ∼ lnσ’ σp’ 1 1 Cs Cc ε logσ’ ε ∼ logσ’ ( )013.2 * 3.2 e CC cc + =⇒= λλ ( )013.2 * 3.2 e C k C k ss + =⇒= ln10 = 2.3 Ln(x) = Ln(10) log10(x) ⇒ log10(x) = Ln(x) /Ln(10) λ* - mođified compresion Index K* - modified swelling Index 40 MH tính chất vật liệu trong PLAXIS 1.Đàn hồi tuyến tính đẳng h−ớng 2. Đàn hồi tuyến tính bất đẳng h−ớng )21(3 ν− = E K )1(2 ν+ = E G ( ) ( )( )νν γ +− − = 121 1 E Eoed Th−ờng dùng cho TH loại đất có độ cứng lớn và ủá 41 MH tính chất vật liệu trong PLAXIS 3.Đàn dẻo (Mohr-Coulomb - MC) – 5 thông số MH: E, ν; φ, c, ψ Mặt chảy dẻo đàn hồi E, νφ, c Điểm chảy (yield point) Vùng đàn hồi E, ν ứ n g s u ấ t ứng biến Đàn hồi Thuần dẻo E 1 A σ’ ε εpεe • Chọn E: - Phạm vi đàn hồi rộng, dùng E0 - Khi gia tải trên đất: dùng E50 - Khi nén lại (đào tunen, hố đào): Eur • Xét đặc tính quá nén, điều kiện ban đầu khi phân tích biến dạng và xét sự tăng độ cứng và độ bền dính c theo chiều sâu E50E0 31 σσ − ứng biến -ε 1 1 = = Eur 1 42 MH tính chất vật liệu trong PLAXIS Basic parameters Advance parameters Cửa sổ cho các thông số MH MC E ref50 TN nộn ba trục Eoed TN Oeủụmet 43 MH tính chất vật liệu trong PLAXIS 4. Hardening Soil M (HS) [isotropic hardening] -ε1 TN nén oedomet ref oedE 1 -σ1 pref ( )mrefoed pE /σ= ƯS lệch KQTN nén ba trục Cắt thoát n−ớc TC 31 σσ − σ1 σ2 σ3 qa qf đ−ờng tiệm cận đ−ờng phá hoại E1 E50 1 1 = = Eur 1 ε • Quan hệ q = σ1 - σ3 ≈ ε (đ−ờng cong) • Các đặc tr−ng vật liệu c, φ, Ψ M ≈ 0,5 , , , , pref = 100đv ƯS, Rf = qf / qa (Rf = 0,9) – hệ số phá hoại σ tension = 0, cincrement = 0 refE50 ref oedE refref ur EE 503= 2.0=urν φsin10 −= ncK *λ ref ref oed p E = với )1( * e+ = λ λ * 2 k p E ref ref ur = với )1( * e k k + = 44 Basic parameters Advance parameters Cửa sổ cho các thông số MH HS ( ) ( )( )νν ν +− − = 121 1 E Eoed ( ) ν ν 21 12 − − = G Eoed 45 - Buisman (1936):       + −=⇒      −= c c Bc c Bc t tt C t t C ' loglog εεεε 0h h∆ =ε Biến dạng cố kết thấm - Butterfield (1979)& Den Haan (1994): c c c t τ τ àεε ' ln* + += εεε ≈−−= ∆− −=−= )1ln(lnln 0 0 0 h hh h h 5. Soft-soil-creep M (SSC) Các PT cơ bản - Bjerrum (1967)& Garlanger (1972):       + −= c c c t Cee τ τ α ' log e – HS rỗng Cα= CB(1+e0) MH tính chất vật liệu trong PLAXIS - Butterfield (1979)*:       + += c cH c H tC τ τ εε ' log       + + =      = 00 1 1 lnln e e V VHεVới TH biến dạng nhỏ: ( ) 10ln10ln.1 0 BC e C C = + = αPlaxis 46 5. Soft-soil-creep M (SSC) [đất sét, bụi cố kết thông th−ờng, bùn] tc Lnt c 1 εc -ε MH tính chất vật liệu trong PLAXIS Cr – swelling Index; Cc – compression Index • PT từ biến (nén oeđômet)       + −−−=+= c c p pcce tCBA τ τ σ σ σ σ εεε ' lnln ' ' ln 00 ε - logarit tổng biến dạng σ0’, σ’ - ƯS hiệu quả ban đầu tr−ớc và cuối cùng sau gia tải σp0, σpc – AS tiền cố kết ứng với tr−ớc gia tải và cuối sau cố kết ( ) ( )00 13.210ln.1 e C e C A rr + = + = ( ) ( ) ( ) ( )00 13.210ln.1 e CC e CC B rcrc + − = + − = ( ) 3.210ln.1 0 BC e C C = + = α σpcσ0’ σp0 σ’ Ln(-σ’) B A NC line Cln(1+t’/τ) e cε c cε 1 1 -ε ∆σ’ = σ’ - σ’0 47 Cửa sổ cho các thông số MH SSC Basic parameters Advance parameters ( ) ( )00 13.210ln.1 * e C e C rr + = + =λ ( ) ( ) ( )00 13.210ln.1 * e C e C k s + = + = α à α* . ( ) = + C e23 1 0 48 Tóm tắt các thông số mô hình dùng trong Plaxis X (X) X X X X X X Linear Elastic M Mohr Coulomb M Hardening soil M Soft Soil Creep M Soft Soil (Cam Clay) XX X X X X X X X X X X X X X X X X X X X à* (-) k* (-) λ* (-) m (-)(kPa) Eoed (kPa) Ψ (ủộ) c (kPa) ν (-) φ (ủộ) ðộ cứngðộ bềnThông số Mô hỡnh refE50 49 ứng dụng các MH vật liệu XXPhụ thuộc thời gian (Creep) XXXTN nén ba trục XXTN Oedomet XXTính lún XXTunen XHố đào XXXKhối đắp Soft Soil M Soft Soil Creep M Hardening Soil M Mohr Coulomb M Phạm vi áp dụng Mô hỡnh vật liệu 50 *Khái niệm ứng suất lịch sử hiện tr−ờng Phân tố đất M a b c Xói mòn Trầm tích d 1 2 3 4 Cố kết bình th−ờng Quá cố kết Trầm tích Xói mòn c d a e b áp suất σ' de = a.dσ' O B A e log σ’σ’B σ’A Cs 1 Cc 1 C Nén lại Nở O de = C.d(logσ') MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu 51 Lịch sử cố kết của đất Soils have a “memory” of the stress and other changes that have occurred during their history, and these changes are preserved in the soil structure (Casagrande, 1932). • Hệ số quá cố kết (over consolidated ratio ) ' 0 , v p OCR σ σ = OCR = 1 – Cố kết thông th−ờng (normally consolidated) [NC] OCR > 1 – Quá cố kết (overly consolidated) [OC] OCR < 1 – Ch−a nén tới (under consolidated) [ch−a đạt cân bằng d−ới tác dụng tầng phủ ] MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu 52 Cơ chế gây tiền cố kết MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu 53 MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu • Initial Preconsolidation Stress ⇒ Advance Model Over Consolidation Ratio y 0'yy p OCR σ σ = Pre-Overburden Pressure POP pσ 0' yyσ 0'yypPOP σσ −= Dùng cho MH đất mềm yếu (từ biến) và MH đất tăng bền 54 Cắt nở, cắt nén và góc ψ τ Cát chặt Sét quá cố kết Cát xốp - Sét cố kết thông th−ờng ứng suất pháp φC φD D C Cát chặt – Sét quá cố kết Cát xốp – Sét cố kết thông th−ờng Chuyển vị cắt τĐộ bền chống cắt đỉnh Đ ộ b ề n c h ố n g c ắ t c u ố i c ù n g Cát chặt Sét quá cố kết nở nén Cát xốp - Sét cố kết thông th−ờng + - O Chuyển vị cắt Biến thiên chiều cao mẫu thí nghiệm ∆h ứng suất pháp σ’n ứ n g s u ấ t c ắ t τ j Đ−ờng thực tế φ φ + ψc O B C D Cắt phẳng Cắt trên mặt răng c−a i i i Th−ờng ψ < φ. Plaxis lấy ψ = φ - 300 cho cát thạch anh. Chỉ dùng cho cát chặt hoặc đất dính quá cố kết MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu 55 MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu Đ ộ s â u d − ớ i m ặ t đ ấ t H ( m ) Ôxtralia Hoa Kỳ Canada Scanđianavia Nam Phi Các vùng khác K0 = 1500/H + 0,5 K0 = 100/H + 0,3 ứng suất trung bình nằm ngang σh tb K0 = ứng suất thẳng đứng σv K0 tự nhiên và điều kiện hoạt động kiến tạo của quả đất ðịa kỹ thuật công trỡnh Sổ tay Kỹ thuật Thuỷ lợi (Nhà XB Nông nghiệp 2006) • Hệ số áp lực hông K0 và Initial stress 56 ⇒ • Hệ số áp lực hông K0 và “Initial stress” MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu •Hardening Soil: Jaky •Soft Soil Creep: sấp sỉ Jaky Chú ý: 1. ν nhỏ⇒ K0 lớn ⇒ đất quá nén; 2. Trong điều kiện tự nhiên, K0 còn tuỳ thuộc điều kiện hoạt động kiến tạo của quả đất K 0 - Procedure: HS áp lực hông của “Overconsolidated Soil” lớn hơn cùng giá trị của “Normally Consolidated ”: Dùng “K0 – Procedure” xác định Ư.S ban đầu: TN nén một h−ớng NCK0 OCK0 > ' xxσ∆ ' yyσ∆ ur urK ν ν − = 10 pσσ =1' pNCK σσσ 032 '' == ϕsin10 −= NCK ( ) ur ur yy xx NC yyp xxp NC yy xx OCR OCRKK ν ν σ σ σσ σσ σ σ − = − − = − − = ∆ ∆ 1'1 ' ' ' ' ' 0 0 0 0 0 0 ( )1 1' ' 00 0 − − −= OCROCRK ur urNC yy xx ν ν σ σ 57 MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu • Xét độ cứng (E, c,...) biến thiên theo y: “Advance parameters”: E(y) = Eref + (yref - y)Eincrement: yref - cao trỡnh định chuẩn ứng với ứng suất định chuẩn là100kPa [khi y = yref ⇒ E(y) = Eref]. • Active PP (pactive) và Effective stress σ’ ⇒ pactive = psteady + pexcess⇒ [ = ] Psteady – AS lỗ rỗng trạng thái ổn định, do cột áp tĩnh hay dòng chảy ổn định gây ra pexcess – AS lỗ rỗng d−, do gia tải trong điều kiện không thoát n−ớc, phụ thuộc chủ yếu vào tính thấm của đất đá ⇒ σ’ = σ - pactive [dùng để CM cho Undrained option ] excessp • active p • 58 MH đặc điểm và điều kiện làm việc của vật liệu 1.Phân tích thoát n−ớc [drained option] Dùng cho TH trong đất không hỡnh thành ALLR: ủất khô, thoát n−ớc tốt (cát) hay TH gia tải chậm; 2. Phân tích không thoát n−ớc [undrained option] TH hỡnh thành đầy đủ ALLR. Có thể bỏ qua ALLR do dòng thấm gây ra. Dùng các thông số có hiệu quả: E’, ν’, c, φ. Phõn biệt 3 loại ƯS : ƯS tổng: ∆p = Kuεv; ƯS hiệu quả: ∆p’= (1 - B).∆p = K’u ∆εv; [b - HS Skempton] AS lỗ rỗng d−: ∆pw = B. ∆p = (Kw/n) ∆εv. Các thông số dùng: 3. Non-porous option [Undrained parameters] Không xét tới AS n−ớc lỗ rỗng d−. Dùng cho TH kết cấu bêtông, các thông số thuộc MH đàn hồi tuyến tính. Có thể dùng cho “mặt giao diện” – loại trừ thấm tại mặt này. )'1(21 )'1(' νà νàν ν ++ ++ =u )'21(3 ' ' ν− = E K '3 1 K K n w=à)1(2 uu GE ν+= 59