Основные возможности программного комплекса Plaxis

Основные возможности программного комплекса Plaxis

В этой статье речь пойдет об основных возможностях программных продуктов Plaxis bv, а именно Plaxis v9, PlaxFlow, 3D Tunnel, 3D Foundation.

Возможности Plaxis v9

Возможности ввода

Графический ввод геометрической модели

Ввод слоев грунта, конструкций, стадий возведения, нагрузок и граничных условий основан на простой процедуре черчения CAD, которая учитывает детальное моделирование геометрических сечений. Для этой геометрической модели создается двухмерная конечно-элементная сетка.

Автоматическое создание конечно-элементной сетки

Программа позволяет автоматически создавать нерегулярные конечно-элементные сетки с возможностью глобального и локального измельчения. Сетка может содержать тысячи элементов.

Элементы высокого порядка

Для моделирования деформаций и напряжений в грунте предусмотрены 6-ти узловые треугольные элементы второго порядка и 15-ти узловые треугольные элементы четвертого порядка.

Плиты

Специальные плитные элементы используются для моделирования подпорных стен, обделок туннелей и других гибких конструкций. Поведение данных элементов определяется учетом изгибной жесткости, продольной жесткости и предельного изгибающего момента. По достижении предельного момента в упругопластических плитах может развиваться пластический шарнир. Плиты могут использоваться совместно с контактными элементами (интерфейсами).

Шарниры и поворотные пружины

Шарнир представляет собой соединительный элемент, учитывающий поворот в стыковочном узле. Шарниры используются для создания соединений, в которых концы плит могут свободно поворачиваться. Поворотные пружины используются для соединений, которые занимают промежуточное положение между шарнирами и закреплениями.

Интерфейсы

Для моделирования взаимодействия грунта и сооружения необходимы специальные контактные элементы (интерфейсы). Эти элементы могут быть использованы, например, для создания тонкой зоны интенсивного сдвига грунта в местах контакта с обделкой туннеля. Значения угла трения и адгезии грунта интерфейса могут отличаться от значений угла трения и сцепления окружающего грунта.

Анкеры

Для моделирования анкеров, стоек, распорок используются упругопластические пружинные элементы. Поведение этих элементов определяется учетом их продольной жесткости и максимального усилия. Существует специальная опция для задания предварительно напряженных грунтовых анкеров и распорок в котлованах.

Геосетки

Геосетки (геотекстиль) используются для укрепления насыпей или подпорных сооружений. Эти материалы моделируются в Plaxis с помощью специальных элементов, работающих на растяжение. При моделировании взаимодействия геосеток с окружающим грунтом рекомендуется объединять эти элементы с интерфейсами.

Туннели

Программа Plaxis предлагает удобную опцию для создания туннелей круглого сечения и сечения, состоящего из набора дуг и прямых. Для моделирования обделки туннеля и ее взаимодействия с окружающим грунтом могут быть использованы плитные элементы и интерфейсы. Для моделирования криволинейных границ внутри сетки используются изопараметрические элементы. Предусмотрены различные методы расчета деформаций, отражающие специфику технологии строительства туннеля.

Граничные условия

Закрепления задаются нулевыми перемещениями в направлениях «x» и «y» как для геометрических линий, так и для геометрических точек. Существует удобная опция задания стандартных граничных условий в перемещениях, которые используются в большинстве случаев.

Нагрузки

Возможно использование двух независимых систем нагружения сосредоточенными и распределенными нагрузками. Сосредоточенные нагрузки могут прикладываться в любой геометрической точке, а распределенные нагрузки - к любой геометрической линии, кроме границы геометрической модели. Значения нагрузок могут быть изменены в режиме поэтапного возведения и/или с помощью коэффициентов.

Поведение грунтов

База материалов

Свойства материалов, как грунтов, так и элементов конструкций, вводятся в базу данных проекта. Данные по материалам из базы данных проекта могут быть скопированы в общую базу данных для возможности использования в других проектах.

Модель Кулона-Мора

Эта простая нелинейная модель основана на параметрах грунта, которые хорошо известны в инженерной практике. Однако, эта модель включает далеко не все нелинейные особенности поведения грунта. Модель Кулона-Мора может быть использована для вычисления предельных нагрузок на фундаменты, расчета коэффициента безопасности геотехнического объекта методом снижения параметров прочности грунта и т.д.

Усовершенствованные модели грунтов

Дополнительно к модели Кулона-Мора Plaxis предлагает ряд усовершенствованных моделей грунта. В качестве основной модели второго уровня предлагается упругопластическая модель гиперболического типа, называемая моделью упрочняющегося грунта. Для моделирования поведения нормально уплотненных слабых грунтов во времени и при логарифмической компрессии имеется модель слабого грунта с учетом ползучести. Кроме этих моделей грунтов предлагается специальная модель анизотропного трещиноватого скального массива.

Модели грунта определенные пользователем

В Plaxis (версия 9) предусмотрена специальная возможность создания дополнительных моделей грунтов непосредственно самими пользователями программы. Эта опция, прежде всего, интересна научным сотрудникам университетов и исследовательских институтов, но также может быть полезна и для инженеров-практиков. В ближайшее время модели грунтов, созданные пользователями, станут доступными через Интернет.

Установившееся поровое давление

Распределение давления в поровой воде может быть создано заданием уровней воды или прямым вводом давления. В качестве альтернативы может быть выполнен расчет фильтрации грунтовых вод в задачах установившейся фильтрации или инфильтрации.

Расчет фильтрации

Распределение давления в поровой воде может быть сгенерировано на основе двухмерных фильтрационных расчетов. Дренажи и колодцы моделируются с помощью специальных элементов. Напор грунтовых вод задается положением уровня воды.

Избыточное поровое давление

Программа Plaxis различает дренированный и недренированный тип поведения грунтов для моделирования соответственно водопроницаемых песков и почти непроницаемых глин. Избыточное поровое давление вычисляется при деформационном расчете слоев недренированного грунта под нагрузкой. Ситуации нагружения недренированного грунта часто имеют решающее значение при оценке устойчивости геотехнических сооружений.

Возможности расчетов

Программа Plaxis позволяет выполнять деформационные расчеты, расчеты консолидации и расчеты устойчивости. Тип расчета задается для каждой расчетной фазы до вычислений. Опционально доступны динамические расчеты.

Автоматическое пошаговое нагружение

Программа Plaxis работает в режиме автоматического выбора размера шага нагрузки или шага времени. Это избавляет пользователя от необходимости самому выбирать подходящие приращения нагрузки и времени и гарантирует эффективный и устойчивый процесс вычислений.

Контроль длины дуги

Эта функция дает возможность выполнения точных расчетов разрушающих нагрузок и прогноза механизмов разрушения. В обычных расчетах с контролируемой нагрузкой итерационная процедура прерывается в тот момент, когда нагрузка превосходит максимальную величину. При контроле длины дуги величина прикладываемой нагрузки снижается до фиксации максимальной нагрузки.

Поэтапное строительство

Программа Plaxis позволяет моделировать процессы поэтапного строительства и экскавации грунта путем активирования и деактивирования кластеров элементов, приложения нагрузок, изменения уровней воды и т.д.

Консолидация грунта

Снижение избыточного порового давления с течением времени может быть определено расчетом консолидации грунта. Расчет консолидации грунта требует задания коэффициентов фильтрации для разных грунтовых слоев. Процедура автоматического выбора приращения времени делает данный расчет устойчивым и удобным в применении. Для расчета консолидации доступна опция поэтапного строительства.

Корректирующий расчет Лагранжа

При использовании данной опции сетка конечных элементов постоянно корректируется в процессе расчета. В некоторых схемах обычный расчет малых деформаций может дать значительное изменение геометрии сетки. В этих случаях рекомендуется выполнить более точный корректирующий расчет Лагранжа, который в программе Plaxis называется Updated Mesh analysis (Расчет по изменяемой сетке). Данная опция доступна для всех типов расчетов.

Коэффициенты надежности

Отношением разрушающей нагрузки к действующей нагрузке обычно определятся коэффициент надежности для фундаментов. Для сооружений типа шпунтовых стенок, насыпей, дамб следует определять коэффициент надежности отношением реального сопротивления грунта сдвигу к минимальному сопротивлению сдвигу, обеспечивающему предельное равновесие. В программе Plaxis реализована процедура вычисления коэффициента надежности методом снижения параметров прочности грунта φ,с.

Менеджер расчетов

С помощью менеджера расчетов можно выбрать несколько проектов для последующих расчетов, что позволит эффективно использовать компьютер в ночное время.

Возможности вывода

Скорости и ускорения

Для динамического расчета программа вывода результатов позволяет просмотреть скорости и ускорения в полной геометрии для любого фиксированного момента времени, а программа построения кривых - изменение скоростей и ускорений во времени в заданной точке.

Значения перемещений, напряжений, деформаций и усилий в конструкциях могут быть получены из таблиц. Рисунки и таблицы могут быть отправлены на выходные устройства или в буфер обмена Windows® для экспорта в другие программные средства.

Деформации

Графический вывод деформированного состояния расчетной области доступен в виде деформированной сетки, полных перемещений, приращений перемещений, полных деформаций и приращений деформаций. Все перемещения и деформации могут быть визуально представлены с помощью векторов, линий и затененных областей равных значений.

Напряжения

Графический вывод напряженного состояния расчетной области доступен в виде эффективных напряжений, полных напряжений, декартовых компонент напряжений, полных поровых давлений и избыточных поровых давлений. Напряжения могут быть визуально представлены с помощью затененных областей равных значений.

Усилия в конструкциях и перемещения

Осевые силы, перерезывающие силы и изгибающие моменты в элементах конструкций доступны в графической и табличной форме. Перемещения элементов конструкций могут быть представлены визуально. Усилия и перемещения могут быть выведены для фазы расчета или как результат предыдущих фаз.

Сечения

Эта опция позволяет создавать эпюры распределения всех типов напряжений и перемещений в любом сечении геометрической модели.

Генератор отчета

Генератор отчета позволяет создавать отчеты по вводимым данным и выходным результатам, которые, в дальнейшем, можно редактировать в среде MSWord.

Анимация

Анимация может быть создана для всех графических результатов расчета, в том числе деформаций и усилий в элементах конструкций.

Кривые зависимости перемещений от нагрузки и траектории напряжений

Доступна опция построения кривых зависимости перемещений от нагрузки, траекторий напряжений и деформаций, диаграмм напряжение-деформация, кривых зависимости осадки от времени.



Возврат к списку


 
Поиск по сайту


Подписка на рассылку

Контакты

тел/факс: (044) 590 58 91 (многоканальный)

Обратная связь
Реклама


-->