M« hÌnh ho¸ trong plaxis Sù ph¸t triÓn PM Plaxis ®−¬c b¾t ®Çu tõ 1987 t¹i ®H c«ng nghÖ Delff - Hµ Lan. Phiªn bản Plaxis V.1 ban ®Çu ®−îc lËp nh»m môc ®Ých ph©n tÝch c¸c bµi to¸n æn ®Þnh ®ª biÓn vµ ®ª s«ng t¹i c¸c vïng bê biÓn thÊp t¹i Hµ Lan. GS. R.B.J Brinkgreve vµ P.A Vermeer lµ những ng−êi khëi x−íng. Nam1993 C«ng ty PLAXIS BV ®−îc thµnh lËp vµ tõ năm1998, c¸c phÇn mÒm PLAXIS ®Òu ®−îc x©y dùng theo phÇn tö hữu h¹n

Bé PM Plaxis hiÖn nay

Tên

Plaxis V.3 Plaxis Dynamics Plaxis V.8 Plaxis 3D Found Plaxis V.1 Plaxis PlaxFlow

Plaxis 3D Tunnel 2001

1

Năm 1987 1990 2000 2002 2003 2004

Bộ phÇn mÒm PLAXIS hiÖn nay

• Plaxis V.8 - 2D Ph©n tÝch biÕn d¹ng vµ æn ®Þnh c¸c bµi to¸n ®KTtheo PTHH - 2D, tr−êng hîp ®Êt b·o hßa vµ kh«ng b·o hßa;

• Ph©n tÝch ®éng lùc theo PTHH - 2D do t¸c ®éng nh©n t¹o vµ ®éng ®Êt g©y ra - Kh«ng xÐt ®−îc hãa láng trong MT;

• Plaxis PlaxFlow - V.1 - Ph©n tÝch thÊm trong m«i tr−êng ®Êt ®¸ theo PTHH - 2D. Bµi to¸n thÊm æn ®Þnh vµ kh«ng æn ®Þnh, m«i tr−êng ®¼ng h−íng vµ bÊt ®¼ng h−íng;

• Plaxis 3D Tunnel V.2 - Ph©n tÝch biÕn d¹ng vµ æn ®Þnh theo bµi to¸n ba chiÒu trong thiÕt kÕ ®−êng hÇm theo PTHH;

• Plaxis 3D Foundation - V.1 - Ph©n tÝch biÕn d¹ng vµ æn ®Þnh c¸c mãng bÌ, mãng cäc vµ c«ng trinh biÓn theo 2 PTHH.

LỚP chuyÓn giao PLAXIS V.7 cho ðẠI HỌC THỦY LỢI 29/10 – 2/11/2001 [ChÝnh phñ Hµ Lan tµi trî]

3

¶nh ®¨ng trong Plaxis Bulletin N0 12 – June 2002

4

5

Líp SV ð¹i häc Thuû lîi 5 ÷÷÷÷ 7/01/2007

6

Líp SV ð¹i häc Thuû lîi 5 ÷÷÷÷ 7/01/2007

7

Líp SV ð¹i häc Thuû lîi5 ÷÷÷÷ 7/01/2007

ð¬n vÞ dïng trong Plaxis

Loại ñ¬n vÞ

ð¹i l−îng

HÖ SI

HÖ Mü

ð¬n vÞ c¬ bản

ChiÒu dµi Lùc Thêi gian

[m] [kN] [ngµy]

[in] [lb] [sec]

ð¬n vÞ hình học

To¹ ®é ChuyÓn vÞ

[m] [m]

[in] [in]

TÝnh chÊt vËt liÖu

M«®un Young Lùc dÝnh ®¬n vÞ Gãc ma s¸t Gãc chảy Träng l−îng ®v HÖ sè thÊm

[kN/m2] = [kPa] [kPa] [®é] [®é] [kN/m3] [m/ngµy]

[psi] [psi] [®é] [®é] [lb/cu in.] [in/sec]

Lùc vµ øng suÊt

[lb] [lb/in] [psi]

[kN] [kN/m] [kPa] [kPa]

Lùc tËp trung Tải träng tuyÕn Tải trọng ph©n bố øng suÊt

[psi]

ThÊm

L−u l−îng giÕng ThÊm biªn

[m3/day] [m/day]

[ft3/sec] [ft/sec] 8

Kh¸i qu¸t vÒ m« hình ho¸

Input Program

ThiÕt lËp s¬ ®å c«ng trình

• LËp s¬ ®å hình häc

• LËp l−íi PTHH

• X¸c ®Þnh c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu

• X¸c ®Þnh c¸c giai ®o¹n tÝnh to¸n

• TÝnh to¸n [Calculation P]

9

• HiÓn thÞ, kiÓm tra c¸c kÕt quả tÝnh to¸n [Output, Curve]

ðÞnh d¹ng hình häc cho bµi to¸n

S¬ ®å hình häc bµi to¸n ®−îc x¸c ®Þnh nhê:

• C¸c ®iÓm, ®−êng vµ côm (cluster - ®¬n nguyªn)

• C¸c tÇng ®Êt, phÇn tö kÕt cÊu vµ c¸c tải träng.

ðiÓm

• X¸c ®Þnh ®iÓm ®Çu vµ cuèi c¸c ®−êng

• ðÞnh vÞ c¸c neo

• LËp c¸c lùc ®iÓm (tËp trung)

• Cè ®Þnh ®iÓm

10

• Lµm mÞn côc bé l−íi PTHH

ðÞnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

ð−êng

• X¸c ®Þnh c¸c ®−êng biªn vËt lý cña d¹ng hình häc

• X¸c ®Þnh c¸c gi¸n ®o¹n trong MH hình häc nh−:

- T−êng cõ, tải träng ph©n bè

- Ph©n c¸ch c¸c líp ®Êt ®¸ kh¸c nhau hay c¸c giai ®o¹n

thi c«ng

• VËy mét ®−êng cã nhiÒu chøc năng hoÆc tÝnh chÊt

Côm (®¬n nguyªn)

• Vïng khÐp kÝn ®Ó tù ®éng sinh l−íi

11

• X¸c ®Þnh tÝnh ®ång chÊt cña ®Êt ®¸

ðÞnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

L−íi

• C¸c phÇn tö tam gi¸c 6 nót hay 15 nót

• ChuyÓn vÞ ®−îc tÝnh theo vÞ trÝ nót

• øng suÊt ®−îc tÝnh t¹i c¸c ®iÓm tÝch ph©n Gauss

C¸c cöa sæ (menu vµ toolbar)

12

Tuú theo mçi phÇn mÒm, Plaxis cã c¸c menu vµ c«ng cô t−¬ng øng nªu trong cöa sæ chÝnh cña thuéc mçi phÇn mÒm

ðÞnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n Input program

13

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

Cöa sæ chÝnh cña Input - ðèi t−îng hình häc (geometry) - Văn bản (text) - Th«ng sè m« hình - Lùa chän MH ®Êt

Plaxis V.8

14

Input program

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

Input program

• LËp MH hình häc

• T¹o lËp vµ gäi c¸c tÖp dữ liÖu

• T¹o l−íi PTHH

15

• LËp c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n LËp MH hình häc

Plate (TÊm) - KÕt cÊu máng cã ®é cøng chÞu uèn vµ ph¸p h−íng t−¬ng ®èi lín, (dïng Line) ®−îc t¹o bëi c¸c PT dÇm. VÝ dô: bản, t−êng, vá (hÇm).

Th«ng sè MH: EI vµ EA

BÒ dµy:

z

C¸c PT tÊm 3 vµ 5 nót cã 2 ®é CV tù do: ux, uy vµ 1 ®é xoay tù do trªn mÆt x,y. ðiÓm ¦S n»m c¸ch trªn vµ d−íi ®−êng t©m tÊm mét ®o¹n 1/2deq 3

Hinges (Bản lÒ) vµ Rotation Springs (Lß so xoay) MH nèi tiÕp, xoay tù do (liªn tôc vµ kh«ng liªn tôc) t¹i giao ®iÓm c¸c PT dÇm

16

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

nót X ®iÓm ¦ S

Geogrids - PT 3 hay 5 nót, CV 2 ®é tù do: ux uy; - VËt liÖu ®µn håi tuyÕn tÝnh; - Kh«ng cã ®é cøng chÞu uèn (EI), chØ cã ®é cøng ph¸p h−íng (EA - chØ chÞu kÐo, kh«ng chÞu nÐn) - T−¬ng t¸c ðÊt/Geogrid ⇒ dïng MH “Interfaces”

Nèi tiÕp gi−a PT Interf vµ PT ®Êt

Interface (Giao diÖn). PhÇn tö nèi tiÕp cã ®é dµy ảo, MH ho¸ sù tr−ît giữa ®Êt - kÕt cÊu tÊm, ngăn cản dßng thÊm vu«ng gãc víi PT trong ph©n tÝch thÊm vµ cè kÕt thÊm.

TÝnh chÊt vËt liÖu, ®Æc tr−ng bëi Cinter⇒ hÖ sè triÕt giảm: Cinter = Rinter. Csoil và tanϕinter = Rinter · tan nsoil víi:

17

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)

VÝ dô sö dông GEOGRID

Geogrid

18

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

Node-To-Node Anchors. ðÓ MH neo, cét vµ thanh chèng. - PhÇn tö ®µn dÎo - Nèi hai ®iÓm hình häc - ðÆt øng suÊt tr−íc. ¦D: anchor, column, rod

Fixed-End Anchors. ðÓ MH neo, thanh chống, cét chèng - PhÇn tö ®µn håi; - Mét ®Çu ®Æt vµo vËt hình häc, ®Çu kia ®Æt cè ®Þnh - ðÆt theo gãc tuú ý vµ cã thÓ t¹o øng suÊt tr−ícà

VÝ dô m« hình ho¸ “Ground Anchor”

19

Input geometry

Generated mesh Axial forces in ground anchor

strut

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

• "Tunen". T¹o mÆt c¾t tunen tiÕt diÖn trßn hoÆc kh«ng trßn: vá chèng vµ giao diÖn. Cöa sæ "Tunnel Designer" cho t¹o"Input". • Cho 3 lo¹i tunen: Bore Tunnel, NATM Tunnel (New Austrian Tunneling Method) vµ Tunnel ng−êi dïng tù lËp. à

Prescribed Displacement (ChuyÓn vÞ quy ®Þnh) ðÆt vµo MH ®Ó kiÓm so¸t chuyÓn vÞ cña mét ®iÓm

(Standard) Fixities – MH chuyÓn vÞ b»ng kh«ng. Ph©n biÖt ux = 0, uy = 0

vµ ux = uy = 0. VÝ dô: dïng ®Ó m« pháng bµi to¸n cöa lật.

Rotation Fixities (®Þnh vÞ xoay) - MH g¾n ®é tù do xoay cña mét tÊm

quanh trôc z.

20

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

Tải träng tËp trung A.

Tải träng ph©n bè A.

Theo mÆc ®Þnh, c¸c gi¸ trÞ ®−a vµo lÊy b»ng -1. Tăng tải b»ng (∑MloadA hay ∑MloadB)

Input window for point load

Input window for distributed load

Drains (Tiªu tho¸t n−íc). M« pháng c¸c ®−êng trong MH hình häc t¹i ®ã ¸p lùc n−íc lç rçng d− lấy b»ng 0. Lùa chän nµy chØ dïng khi ph©n tÝch cè kÕt thÊm hoÆc tÝnh dßng thÊm cña n−íc d−íi ®Êt.

Well (GiÕng). M« pháng c¸c ®iÓm quy ®Þnh trong MH hình häc t¹i ®ã l−u l−îng bÞ rót ®i tõ nguån hoÆc bï vµo khèi ®Êt.

21

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

T¹o lËp vµ gäi c¸c tÖp dữ liÖu

• Vµo c¸c th«ng sè MH vµ “data sets” trong “data base” vËt liÖu

• Gäi tÖp dữ liÖu cho c¸c thµnh phÇn hình häc b»ng “drag vµ drop”

T¹o l−íi c¸c PTHH

• Hoµn toµn tù ®éng t¹o l−íi dùa trªn MH hình häc

22

• Lùa chän lµm mÞn tæng thÓ vµ côc bé l−íi

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

LËp c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu

• T¹o lËp ¸p suất lç rçng ban ®Çu b»ng ®−êng mÆt n−íc hoặc tõ tÝnh thÊm

ChuyÓn nót: ¦S ban ®Çu vµ “geometry mode”

• LËp d¹ng hình häc ban ®Çu

23

• T¹o lËp c¸c øng suÊt ban ®Çu (K0 procedure)

X¸c ®Þnh c¸c “pha” tÝnh to¸n

Calculation

• TÝnh to¸n theo ®µn håi, cè kÕt, triÕt giảm Phi/c vµ ph©n tÝch ®éng

• CËp nhËt l−íi

• NhËp gia tải: “Multipliers” hay “Staged Construction”

• Thay ®æi ®iÒu kiÖn mùc n−íc

24

• C¸c pha tÝnh cã thÓ x¸c ®Þnh tr−íc vµ thùc hiÖn tøc thêi

Ch−¬ng trình xem – kiÓm tra kÕt quả

25

Ch−¬ng trình xem – kiÓm tra kÕt quả

• XuÊt ®å thÞ vµ bảng cña c¸c gi¸ trị chuyÓn vÞ, øng suÊt vµ c¸c lùc kÕt cÊu

• C¸c “Output” trong c¸c mÆt c¾t

• Cã thÓ më ®ång thêi c¸c cöa sæ “output” ®Ó so s¸nh –

26

®èi chiÕu c¸c kÕt quả

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

PLAXIS 3D Tunnel

kh«ng cã drain, well

27

Míi

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

PLAXIS 3D Foundation

28

Míi

C«ng cô ®Þnh d¹ng hình häc cña bµi to¸n

Plaxis - PlaxFlow

Cöa sæ chÝnh

29

C¸c bài to¸n trong PLAXIS PLAXIS V.8 cã thÓ giải 2 lo¹i bµi to¸n: biÕn d¹ng ph¼ng vµ ®èi xøng trôc vµ cã thÓ tÝch hîp víi PlaxFlow ®Ó xÐt ảnh h−ëng thÊm.

biÕn d¹ng ph¼ng ®èi xøng trôc

• HÖ quy chiÕu BT ph¼ng: MH ®−îc t¹o trªn mÆt x,y; BT ®èi xøng trôc: x - täa ®é b¸n kÝnh, y - täa ®é trôc, z - ph−¬ng tiÕp tuyÕn. • Quy −íc dÊu - ¦.S & lùc nÐn, AL lç rçng: ©m.

- ¦.S & lùc kÐo: D−¬ng

30

• ®¬n vÞ dïng: HÖ SI (HÖ ®¬n vÞ quèc tÕ) vµ hÖ Anh - Mü • Gia tèc, träng l−îng vµ khèi l−îng: g = 9,8m/sec2; m = γ/g;

M« hình ho¸ trong Plaxis Lưới c¸c phần tử

• Bé PM Plaxis ®−îc x©y dùng theo ph−¬ng ph¸p PTHH: - Rêi r¹c ho¸ miÒn liªn tôc ==> c¸c ®iÓm rêi r¹c ==> lưới c¸c PT - C¸c phương trình to¸n häc liªn tôc ==> c¸c PTr to¸n häc rêi r¹c (®¹i sè ) • L−íi c¸c PT ==> tam gi¸c: ®iÓm, ®−êng vµ l−íi

10B

15 nót

12 ®iÓm ¦ S

10B

10B

6 nót

3 ®iÓm ¦ S

⇒⇒⇒⇒ tù sinh l−íi

31

MH 2D - Plaxis - Cã 2 lùa chän sè PT: PT 6 nót vµ PT15 nót

L−íi 2D

MÆt c¾t xy

-Sau khi lËp xong MH hình häc ==> tù sinh l−íi

M« hình ho¸ trong Plaxis Lưới c¸c phần tử

KN “Plane strain” ®Ó “tÝch hîp” víi MH 2D cña Plaxis V8 [ t−¬ng tù SEEP/W - SIGMA/W ], song PlaxFlow lu«n dïng PT 3 nót, 1 ®iÓm ¦S.

6 nót

3 ®iÓm ¦ S

MH 2D – PlaxFlow – Trong ph©n tÝch thÊm, PlaxFlow vÉn dïng

15 nót

12 ®iÓm ¦ S

⇒ PT 6 nót thµnh 4 PT 3 nót

32

⇒ PT 15 nót thµnh 16 PT 3 nót

M« hình ho¸ trong Plaxis Lưới c¸c phần tử

⇒⇒⇒⇒ tù sinh l−íi

T¹o chiÒu thø 3 cho MH

L−íi 2D

MÆt c¾t xy

b»ng "z-planes" vµ "slices“ Tù sinh l−íi

y

TÊm 15 nót

⇒⇒⇒⇒

x

z

L−íi 3D

Dïng chung cho ca 3D Tun vµ 3D Found.

33

MH 3D –Tunnel

L−íi biÕn d¹ng trong khi ®µo theo giai ®o¹n Example Hầm tiết diện tròn

14 x 3 m

Movie: L−íi biÕn d¹ng ⇒⇒⇒⇒ co bóp mặt cắt trong quá trình ñào

34

L−íi biÕn d¹ng trong khi ®µo theo giai ®o¹n ðường hầm NATM

35

Lưới biến dạng và qu¸ trình ®µo ðường hầm NATM (New Austrian Tunneling Method)

Ph©n bè c¸c øng suÊt hiÖu quả quanh ®−êng hÇm trªn mét mÆt phẳng vu«ng gãc víi trôc hÇm

y

Work Plan

x

z

MH 3D – Foundation

PT nªm 15 nót, 6 ®iÓm ¦S

Work Plan Window

⇒

Bore Hole Window

Shadings of total displacements

36

⇒

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

Giai ®o¹n I NÐn ban ®Çu

g n ¹ d

A

n Õ i

B

I. BiÕn d¹ng tøc thêi, chñ yÕu do sù “bãp mÐo”, lµm thay ®æi h×nh d¹ng, kh«ng thay ®æi thÓ tÝch vµ do sù tho¸t mét phÇn khÝ khái lç rçng cña ®Êt.

Giai ®o¹n II Cè kÕt ban ®Çu

B

Giai ®o¹n III Cè kÕt thø cÊp

Thêi gian (thang lgt)

II. BiÕn d¹ng cè kÕt thÊm, kiÓm so¸t bëi tèc ®é tho¸t n−íc d− trong lç rçng cña ®Êt – qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ tõ øng suÊt trung hoµ sang øng suÊt cã hiÖu qu¶ - tíi khi biÕn thiªn ¸p suÊt lç rçng b»ng kh«ng. BiÕn d¹ng cè kÕt thÊm chiÕm kho¶ng 90% tæng biÕn d¹ng cã thÓ ®èi víi ®Êt h¹t mÞn.

III. BiÕn d¹ng tõ biÕn, kiÓm so¸t bëi sù tr−ît lªn nhau gi÷a c¸c h¹t ®Êt qua mµng n−íc liªn kÕt sau khi cè kÕt thÊm kÕt thóc, t¹i ¸p suÊt hiÖu qu¶ kh«ng ®æi

37

Tæng biÕn d¹ng St = Si + Sc + Ss

*BiÓu thÞ kÕt quả TN nÐn ¬®«met theo b¸n l«garit

e 1

=

C

=

=

c

e 1 σ '

− −

e 2 log

log

d

v

2

σ ' 1

log

− e 2 σ ' 2 σ ' 1

'

σσ ' = 2

'

σ v

σ’v

s

=

C

log

c

c

− de σ log ' v σ ∆+ 0 v H +

1

σ ∆+ 0 v ' σ

0 e 0

v

0

∆ H

H0

u0

εh = 0

Cc - chØ sè nÐn ⇒ [λ]

εh = 0

∆

=

cC ε

log

'

ε v ' σ 2 ' σ 1 log

s

=

0

c

HC c ε

∆+ σσ vo v ' σ

v

0

C

Ccε- chØ sè nÐn cải biªn

=ε c

C c + 1 e 0

Plaxis Ccε ⇒ λ*

38

*BiÓu thÞ kÕt quả TN nÐn ¬®«met theo b¸n l«garit

ε

εv

1

1

λ*

Cc

K*

Cs

1

1

lnσ’

logσ’

σp’

ε ∼ lnσ’

ε ∼ logσ’

λ

=⇒=

* λ

c +

)0 e

ε ∼ log σ’ Cs - chØ sè në Cc - chØ sè nÐn

k

=⇒=

*

k

C c 3.2 C s 3.2

s +

C ( 13.2 C ( 13.2

)0 e

λ* - mo®ified compresion Index

K* - modified swelling Index

Ln(x) = Ln(10) log10(x) ⇒ log10(x) = Ln(x) /Ln(10) ln10 = 2.3

39

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

1.§µn håi tuyÕn tÝnh ®¼ng h−íng

=

G

=

K

=

Eoed

) ( − E 1 γ ( )( )νν 21 1 + −

E 1(2 ν+ )

E ν− )21(3

40

2. §µn håi tuyÕn tÝnh bÊt ®¼ng h−íng

Th−êng dïng cho TH lo¹i ®Êt cã ®é cøng lín và ñ¸

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

σ’

ThuÇn dÎo

§µn håi

MÆt chảy dÎo

§iÓm ch¶y (yield point)

3.§µn dÎo (Mohr-Coulomb - MC) – 5 th«ng sè MH: E, νννν; φφφφ, c, ψψψψ

φφφφ, c

®µn håi E, νννν

t Ê u s g n ø

E

Vïng ®µn håi E, νννν

1

ε

øng biÕn

εp

εe

1 σσ − 3

1

1

E0

E50

• Chän E: - Ph¹m vi ®µn håi réng, dïng E0 - Khi gia tải trªn ®Êt: dïng E50 - Khi nÐn l¹i (®µo tunen, hè ®µo): Eur

Eur =

1

=

• XÐt ®Æc tÝnh qu¸ nÐn, ®iÒu kiÖn ban ®Çu khi ph©n tÝch biÕn d¹ng vµ xÐt sù tăng ®é cøng vµ ®é bÒn dÝnh c theo chiÒu s©u

-ε

øng biÕn

41

A

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

Advance parameters

E ref

50 TN nén ba trục

Basic parameters

Cöa sæ cho c¸c th«ng sè MH MC

42

Eoed TN Oeñômet

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

¦S lÖch

KQTN nÐn ba trôc C¾t tho¸t n−íc TC

1 σσ − 3

®−êng tiÖm cËn

4. Hardening Soil M (HS) [isotropic hardening]

®−êng ph¸ ho¹i

qa qf

1

E50

σσσσ1

ref oedE

2.0=urν

E1

ref 503= E

1

=

refE50 M ≈ 0,5 , , , , ref E ur pref = 100®v ¦S,

Eur

−=ncK

φsin

1

σσσσ3

0

σσσσ2

=

1

• Quan hÖ q = σ1 - σ3 ≈ ε (®−êng cong) • C¸c ®Æc tr−ng vËt liÖu c, φ, Ψ

ref

E

p

( /σ=

)m

oed

-σ1

Rf = qf / qa (Rf = 0,9) – hÖ sè ph¸ ho¹i σ tension = 0, cincrement = 0 ref

=

λ *

E

=

ε

ref oed

λ e+

)

1(

p *λ

ref oedE

ref

1

pref

víi

TN nÐn oedomet

k

*

=

ref ur =

k +

1(

e

)

2 víi E

43

-ε1

p k *

=

Eoed

=

Eoed

) ( E 1 − ν )νν )( ( 21 1 + − ( ) G − 12 ν 21 − ν

Advance parameters

Basic parameters

44

Cöa sæ cho c¸c th«ng sè MH HS

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

t

'

=ε

- Buisman (1936):

εε −= c

C B

C B

h∆ 0h

t t c

 log  

 εε −=⇒ c 

 + t  c log t  c

  

e – HS rçng

t

'

=

log

e

− Ce c α

- Bjerrum (1967)& Garlanger (1972):

Cα= CB(1+e0)

BiÕn d¹ng cè kÕt thÊm  + τ  c τ  c

  

t

'

+

=

ln*

- Butterfield (1979)& Den Haan (1994):

µεε c

τ + c τ c

h 0

−=

ln

−=

ln

−=

1ln(

−

)

ε

εε ≈

h h 0

h ∆− h 0

t

'

H

Hε

=

ln

ln

C

+

Víi

- Butterfield (1979)*:

H = εε c

V V 0

e + 1 e + 1 0

  

 = 

  

+ τ c τ c

  log 

  

C¸c PT c¬ bản 5. Soft-soil-creep M (SSC)

C

=

=

TH biÕn d¹ng nhá:

10

+

   BC 10 ln

( 1

45

C α ) e ln. 0

Plaxis

MH tÝnh chÊt vËt liÖu trong PLAXIS

Lnt

tc

• PT tõ biÕn (nÐn oe®«met)

t

'

σ pc

εc

c e εεε

=

+

−=

A

ln

−

B

ln

−

C

ln

1

'

σ ' σ 0

σ p

0

+ τ c τ c

  

  

c

-ε

σp0

∆σ’ = σ’ - σ’0 σpc

Ln(-σ’)

σ’

σ0’

A

ε - logarit tæng biÕn d¹ng σ0’, σ’ - ¦S hiÖu quả ban ®Çu tr−íc vµ cuèi cïng sau gia tải σp0, σpc – AS tiÒn cè kÕt øng víi tr−íc gia tải vµ cuèi sau cè kÕt

e cε

1

A

=

=

B

10

c cε

B

=

=

1 NC line

Cln(1+t’/τ)

-ε

C

=

=

46

+

10

C r )0 ( + e 13.2 ( ) − CC c r )0 ( 13.2 + e BC 3.2

( 1

C r ) ( + e 1 ln. 0 ( ) − CC c r ) ( + e 1 ln. 10 0 C α ) e ln. 0

Cr – swelling Index; Cc – compression Index

5. Soft-soil-creep M (SSC) [®Êt sÐt, bôi cè kÕt th«ng th−êng, bïn]

Basic parameters

=λ *

=

Advance parameters

+

10

r +

( 1

)0 e

k

*

=

=

+

10

( 1

C r ) e ln. 0 C α ) e ln. 0

C ( 13.2 ) ( C s ( )0 + e 13.2

* µ

=

C α 2 3 1 . ( +

)

e 0

47

Cöa sæ cho c¸c th«ng sè MH SSC

Tãm t¾t c¸c th«ng sè m« h×nh dïng trong Plaxis

Th«ng sè

ðé bÒn

ðé cứng

Eoed (kPa)

m (-)

M« hình

c (kPa)

refE50 (kPa)

λ* (-)

k* (-)

µ* (-)

φ (ñộ)

Ψ (ñộ)

ν (-)

X

X

X

Linear Elastic M

X

X

X

X

(X)

X

Mohr Coulomb M

X

X

X

X

X

X

X

Hardening soil M

Soft Soil Creep M

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Soft Soil (Cam Clay)

48

øng dông c¸c MH vËt liÖu

M« hình vËt liÖu

Ph¹m vi ¸p dông

Hardening Soil M

Soft Soil Creep M

Soft Soil M

Mohr Coulomb M

Khèi ®¾p

X

X

X

Hè ®µo

X

Tunen

X

X

TÝnh lón

X

X

TN Oedomet

X

X

TN nÐn ba trôc

X

X

X

X

X

Phô thuéc thêi gian (Creep)

49

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu *Kh¸i niÖm øng suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng

e

a

Cè kÕt b×nh th−êng

b

TrÇm tÝch

d

Xãi mßn

Xãi mßn

TrÇm tÝch

c

Qu¸ cè kÕt

¸p suÊt σσσσ'

e

de = a.dσσσσ'

O

1

Cc

Ph©n tè ®Êt M

B

A

Cs

1

C

a 1

b 2

c 3

d 4

Në NÐn l¹i

50

O

log σ’

σ’B

σ’A

de = C.d(logσσσσ')

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

LÞch sö cè kÕt cña ®Êt

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).

OCR

=

, σ p ' σ v

0

• HÖ sè qu¸ cè kÕt (over consolidated ratio )

51

OCR = 1 – Cè kÕt th«ng th−êng (normally consolidated) [NC] OCR > 1 – Qu¸ cè kÕt (overly consolidated) [OC] OCR < 1 – Ch−a nÐn tíi (under consolidated) [ch−a ®¹t c©n b»ng d−íi t¸c dông tÇng phñ ]

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

C¬ chÕ g©y tiÒn cè kÕt

52

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

• Initial Preconsolidation Stress ⇒⇒⇒⇒ Advance Model

y

Over Consolidation Ratio

OCR

=

σ

σ p 0' yy

POP

Pre-Overburden Pressure

POP

=

σσ − p

0' yy

yyσ

pσ0'

53

Dïng cho MH ®Êt mÒm yÕu (tõ biÕn) vµ MH ®Êt tăng bÒn

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu C¾t në, c¾t nÐn vµ gãc ψ

§é bÒn chèng c¾t ®Ønh

C¸t chÆt SÐt qu¸ cố kết në nÐn

τ

C¸t chÆt SÐt qu¸ cố kết

τ

+

D

C¸t chÆt – SÐt qu¸ cố kết

C

O

φD

ChuyÓn vÞ c¾t

g n ï c i

C¸t xèp – SÐt cè kÕt th«ng th−êng

g n è h c

C¸t xèp - SÐt cè kÕt th«ng th−êng

φC

-

BiÕn thiªn chiều cao mÉu thÝ nghiÖm ∆h

n Ò b

è u c t

øng suÊt ph¸p

ChuyÓn vÞ c¾t

¾ c

C¸t xèp - SÐt cố kết th«ng th−êng

é §

j

D

C¾t trªn mÆt r¨ng c−a

C¾t ph¼ng

B

φ

τ t ¾ c t Ê u s g n ø

i

i

i

C

§−êng thùc tÕ

c

φ + ψ

O

øng suÊt ph¸p σ’n

54

Th−êng ψ < φ. Plaxis lÊy ψ = φ - 300 cho c¸t th¹ch anh. ChØ dïng cho c¸t chÆt hoÆc ®Êt dÝnh qu¸ cè kÕt

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

øng suÊt trung b×nh n»m ngang σh tb

• HÖ sè ¸p lùc h«ng K0 vµ Initial stress

K0 =

øng suÊt th¼ng ®øng σv

)

m

(

H

K0 = 1500/H + 0,5

t Ê ®

t Æ m

i í − d

u © s

é §

K0 tù nhiªn vµ ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng kiÕn t¹o cña quả ®Êt

¤xtralia Hoa Kú Canada Scan®ianavia Nam Phi C¸c vïng kh¸c

K0 = 100/H + 0,3

55

ðÞa kü thuËt c«ng trình Sæ tay Kü thuËt Thuû lîi (Nhµ XB N«ng nghiÖp 2006)

MH ®Æc ®iÓm và ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

−=NCK

1

ϕsin

0

=

'

•Hardening Soil: Jaky

σσ = ' 2 3

NCK σ 0 p

• HÖ sè ¸p lùc h«ng K0 vµ “Initial stress” pσσ =1'

OCK0 >

K0 - Procedure: HS ¸p lùc h«ng cña “Overconsolidated Soil” lín h¬n NCK0 cïng gi¸ trÞ cña “Normally Consolidated ”:

K

0 xx

0 xx

xx

=

=

=

' xxσ∆

OCR −

∆ ∆

Dïng “K0 – Procedure” x¸c ®Þnh ¦.S ban ®Çu: TN nÐn mét h−íng σ ' σ '

NC K 0 ( OCR

NC σσ ' − 0 p σσ ' − p

σ ' − ) 0 σ '1 yy

0 yy

yy

ν ur ν 1 − ur

' yyσ∆

=

K

OCR

−

−

( OCR

)1

NC 0

•Soft Soil Creep: sÊp sØ Jaky

K

=

0

0 σ ' xx 0 σ ' yy

ν ur ν 1 − ur

ν ur ν 1 − ur

Chó ý: 1. ν nhá ⇒⇒⇒⇒ K0 lín ⇒⇒⇒⇒ ®Êt qu¸ nÐn; 2. Trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn, K0 cßn tuú thuéc ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng kiÕn t¹o cña quả ®Êt

56

⇒

MH ®Æc ®iÓm vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

• p

• p

• Active PP (pactive) vµ Effective stress σσσσ’

excess

active

⇒ pactive = psteady + pexcess ⇒ [ = ]

Psteady – AS lç rçng tr¹ng th¸i æn ®Þnh, do cét ¸p tÜnh hay dßng

chảy æn ®Þnh g©y ra

pexcess – AS lç rçng d−, do gia tải trong ®iÒu kiÖn kh«ng tho¸t

n−íc, phô thuéc chñ yÕu vµo tÝnh thÊm cña ®Êt ®¸

⇒ σσσσ’ = σσσσ - pactive [dïng ®Ó CM cho Undrained option ]

E(y) = Eref + (yref - y)Eincrement: yref - cao trình ®Þnh chuÈn øng víi øng

57

• XÐt ®é cøng (E, c,...) biÕn thiªn theo y: “Advance parameters”:

suÊt ®Þnh chuÈn lµ100kPa [khi y = yref ⇒ E(y) = Eref].

MH ®Æc ®iÓm vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña vËt liÖu

1.Ph©n tÝch tho¸t n−íc [drained option]

Dïng cho TH trong ®Êt kh«ng hình thµnh ALLR: ñất kh«, tho¸t

n−íc tèt (c¸t) hay TH gia tải chËm; 2. Ph©n tÝch kh«ng tho¸t n−íc [undrained option]

TH hình thµnh ®Çy ®ñ ALLR. Cã thÓ bá qua ALLR do dßng thÊm g©y ra.

Dïng c¸c th«ng sè cã hiÖu quả: E’, ν’, c, φ. Phân biệt 3 lo¹i ¦S : ƯS tổng: ∆p = Kuεv; ¦S hiÖu quả: ∆p’= (1 - B).∆p = K’u ∆εv; [b - HS Skempton] AS lç rçng d−: ∆pw = B. ∆p = (Kw/n) ∆εv. C¸c th«ng sè dïng:

E

=

G 1(2

)

ν

'

K

=

=µ

u

ν+ u

=u

' E )'21(3 ν−

νµν + + )' ' 1( νµ 1(21 + + )'

1 n 3

K w K '

58

3. Non-porous option [Undrained parameters] Kh«ng xÐt tíi AS n−íc lç rçng d−. Dïng cho TH kÕt cÊu bªt«ng, c¸c th«ng sè thuéc MH ®µn håi tuyÕn tÝnh. Cã thÓ dïng cho “mÆt giao diÖn” – lo¹i trõ thÊm t¹i mÆt nµy.

59