Основные возможности программного комплекса Plaxis

Основные возможности программного комплекса Plaxis

Возможности 3D Tunnel

Возможности ввода

Графический ввод геометрической модели

Ввод слоев грунта, конструкций, стадий возведения, нагрузок и граничных условий основан на простой процедуре черчения CAD, как в Plaxis 2D, учитывающей детальное моделирование реальных ситуаций. Двухмерная и трехмерная конечно-элементная сетка создается автоматически из геометрической модели.

Автоматическое создание сетки

Программа Plaxis 3D Tunnel позволяет полностью автоматизировать построение неструктурированных сеток конечных элементов с возможностью общего и локального измельчения сетки.

Изменяемая сетка

Эта опция позволяет рассчитывать задачи с большими деформациями. Использование изменяемой сетки необходимо, например, в расчетах укрепления грунтовых сооружений, при оценке разрушения массивных опор шельфовых сооружений и исследовании проблем слабых, сильно сжимаемых грунтов.

Создание трехмерной модели

Трехмерная модель создается вытягиванием двухмерной сетки конечных элементов в z-направлении. Пользователь может задать количество и толщину сечений (z-плоскостей). Две плоскости, идущие друг за другом, создают объем (слайс). Ранее созданная двухмерная сетка повторяется на каждой z-плоскости. Трехмерная сетка создается соединением вершин двухмерных треугольных элементов с вершинами соответствующих элементов на следующей z-плоскости и представляет собой сетку из15-ти узловых клиновидных элементов.

Элементы высокого порядка

15-ти узловой клиновидный элемент состоит из 6-ти узловых треугольников в плоскости x-y и 8-ми узловых четырехугольников в z-направлении. Такой тип объемного элемента дает интерполяцию второго порядка для перемещений и шесть точек напряжений. Точность 15-ти узловых клиновидных элементов в трехмерных расчетах сопоставима с точностью 6-ти узловых треугольных элементов в двухмерных расчетах Plaxis.

Туннели

Программа Plaxis 3D Tunnel имеет удобную опцию для создания туннелей с круглым сечением и комбинированным сечением из дуг, прямых линий и углов. Для моделирования обделки туннеля и ее взаимодействия с окружающим грунтом могут быть добавлены плиты и интерфейсы. При моделировании криволинейных границ внутри сетки используются изопараметрические элементы. Предусмотрены различные методы расчета деформаций, отражающие специфику технологии строительства туннеля.

Буровой туннель

Буровой туннель имеет круглую форму сечения заданного радиуса. По всему сечению туннеля может быть добавлена однородная, сплошная, тонкая оболочка из плитных элементов или толстая массивная обделка, состоящая из объемных элементов. Для моделирования потери объема при проходке бурового туннеля может быть задана усадка или объемные деформации грунта.

Туннель по новоавстрийской технологии

Возможно создание туннелей с любой формой поперечного сечения. Для моделирования обделки туннеля, состоящей из более, чем одного слоя, или конструкции типа сэндвич, могут быть добавлены оболочки (сплошные плиты) к внешним контурам сечения. Параметры оболочки, состоящей из плит, присваиваются каждому сектору туннеля, что позволяет использовать разные параметры для каждой секции. Может быть добавлена также и толстая массивная обделка, состоящая из объемных элементов. При задании расчетных фаз каждая секция туннеля отдельно деактивируется или активируется. Для моделирования потери объема могут быть заданы объемные деформации для каждой секции.

Z - плоскости и объемы

В программе Plaxis 3D Tunnel задаются z-плоскости, для каждой из которых пользователь может назначать разные гидравлические условия. Условия на поверхностях объемов между соседними плоскостями линейно интерполируются. Каждый объем (слайс) может быть выбран и определен как сухой. Моделирование наклонных туннелей осуществляется путем наклона всей модели к z-направлению.

Нагрузки

На каждой расчетной фазе поэтапного строительства возможно деактивирование и активирование нагрузок, а также изменение их значений для z-плоскостей или объемов, что позволяет создавать произвольные комбинации нагрузок.

Z-нагрузки

Z-нагрузки - это нагрузки, приложенные нормально к кластеру в вертикальном сечении. Такой тип нагрузок может быть применен в рамках поэтапного возведения в каждом вертикальном сечении трехмерной модели. Например, Z-нагрузка может использоваться в расчете устойчивости забоя туннеля.

Распределенные нагрузки

Распределенные нагрузки вводятся в виде линейных нагрузок в сечениях. В трехмерной модели они определяют линейные нагрузки в вертикальных z-плоскостях и распределенные нагрузки на объемные секции (слайсы).

Сосредоточенные нагрузки

Сосредоточенные нагрузки вводятся как сосредоточенные силы в сечении модели. В трехмерной модели они определяют сосредоточенные нагрузки в отдельных сечениях и линейные нагрузки на объемные секции (слайсы).

Элементы конструкций

В программе Plaxis 3D Tunnel имеется ряд специальных конечных элементов, предназначенных для моделирования элементов конструкций. Эти конечные элементы распространяются в z-направлении.

Плиты

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

Экраны (интерфейсные элементы)

Дополнительно к своим основным функциональным назначениям интерфейсы могут использоваться для моделирования водонепроницаемых экранов: активный интерфейсный элемент полностью водонепроницаем.

Водонепроницаемые границы

Водонепроницаемая граница, размещаемая на границах геометрической модели, препятствует процессу фильтрации воды из расчетной области.

Анкеры

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

Геосетки

Геосетки (геотекстиль) используются для укрепления насыпей или подпорных конструкций. В программе геосетки моделируются с помощью специальных элементов, работающих на растяжение. При моделировании взаимодействия геосеток с окружающим грунтом рекомендуется объединять эти элементы с интерфейсами.

Интерфейсы

Эти элементы необходимы в расчетах, учитывающих взаимодействие грунта и конструкции. Они могут использоваться, например, для моделирования тонкой зоны интенсивного сдвига грунта вокруг обделки туннеля или на контакте с фундаментами и подпорными стенками. Для этих элементов задаются значения угла трения и адгезии грунта, которые могут отличаться от значений угла внутреннего трения и сцепления окружающего грунта.

Поведение грунтов

Усовершенствованные модели

В программе Plaxis 3D Tunnel (версия 2) доступны следующие модели грунтов: линейно-упругая модель, модель Кулона-Мора, модель упрочняющегося грунта, модель слабого грунта с учетом ползучести. Кроме перечисленных моделей «мягких» грунтов имеется анизотропная упруго-пластическая модель, которая может быть использована для описания поведения слоистых или трещиноватых скальных грунтов.

Возможности расчетов

Программа Plaxis 3D Tunnel позволяет выполнять деформационные расчеты, расчеты консолидации и расчеты устойчивости. Используется эффективная и надежная итеративная процедура расчета для решения больших систем уравнений за короткий период времени при минимальном объеме оперативной памяти.

Деформационные расчеты

В деформационных расчетах коэффициенты нагрузки используются для активирования заданных сосредоточенных и распределенных нагрузок, заданных перемещений и собственного веса грунта.

Поэтапное строительство

Опция поэтапного строительства позволяет достаточно точно моделирования различные этапы нагружения, стадии процессов строительства и экскавации грунта. С помощью этой опции возможно:
  • изменять геометрическую конфигурацию, деактивируя или активируя объемные кластеры или элементы конструкций, созданные на вводе геометрии, например, для моделирования процесса проходки туннеля или экскавации;
  • изменять конфигурацию нагрузок, деактивируя или активируя нагрузки и заданные перемещения, созданные на вводе геометрии;
  • вводить внутреннее давление в объемных кластерах, что используется для моделирования механических процессов в грунте, например, процесс компенсационной цементации;
  • cоздавать объемную деформацию в объемном кластере для моделирования процессов, таких как компенсационная цементация;
  • переопределять параметры грунта, например, для моделирования его улучшения путем замены «слабого» грунта «прочным» грунтом;
  • изменять распределение гидравлического давления в геометрической модели.

Опция копирования

Эта опция позволяет копировать информацию из одного объема (слайса) или одной плоскости в другой объем (слайс) или другую плоскость. Возможно также копирование нескольких объемов (слайсов) или плоскостей.

Консолидация грунта

Возможен расчет возникновения и снижения избыточных поровых давлений вследствие быстрого приложения внешних нагрузок на водонасыщенный грунт. Программа Plaxis 3D Tunnel предлагает автоматическую процедуру пошагового приращения времени, которая делает расчеты консолидации надежными и простыми.

Установившаяся фильтрация

Возможно генерирование давления в поровой воде согласно гидростатическому закону или в результате фильтрационного расчета. Гидравлические напоры задаются на фронтальной плоскости. Результатами фильтрационного расчета также являются распределение напоров и фильтрационный поток (направление и величины скоростей фильтрации).

Вид в плане

Для упрощения определения фаз расчетов поэтапного строительства может быть показан план модели, на котором выбираются z-плоскости и объемы (слайсы).

Трехмерный просмотр

Трехмерная модель может поворачиваться и быть просмотрена под любым углом для проверки сделанных изменений.

Возможности вывода

Постпроцессор Plaxis улучшил возможности представления результатов расчетов: перемещений, напряжений, деформаций, распределения гидростатических напоров, избыточных давлений в поровой воде. Значения этих параметров могут быть получены из таблиц. Рисунки и таблицы могут быть отправлены на устройства вывода или в буфер обмена Windows® для экспорта в другие программные средства.

Частичная геометрия

Для улучшения «внутреннего» просмотра трехмерной модели ее некоторые области могут быть сделаны прозрачными.

Вид в перспективе

Трехмерная модель в программе вывода представляется по умолчанию в перспективе. Для изменения ориентации трехмерной модели можно воспользоваться клавишами со стрелками.

Кривые зависимости перемещений от нагрузки и траектории напряжений

Для заранее выбранных узлов и точек напряжений возможно построение соответствующих кривых зависимости перемещений от нагрузки, траекторий напряжений, диаграмм напряжение-деформация.



Возврат к списку


 
Поиск по сайту


Подписка на рассылку

Контакты

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

Обратная связь
Реклама


-->