Phần mềm PLAXIS 3D FOUNDATION là một trong những phần mềm mạnh, được nhiều nước trên thế giới sử dụng để giải quyết các bài toán về móng, công trình giao thông, công trình cảng - đường thủy, phần ngầm các công trình xây dựng và các công trình ngầm tương tác với nền đất... Phần mềm PLAXIS 3D FOUNDATION tỏ rõ thế mạnh trong tính toán ứng suất - biến dạng, chuyển vị - lún, nội lực trong kết cấu và ổn định trượt sâu tương tác giữa công trình với nền đất gia cường [bấc thấm, vải địa kỹ thuật, cọc, neo...] hoặc nền đất không gia cường [đất tự nhiên].
Cuốn sách “Phần mềm Plaxis 3D Foundation ứng dụng vào tính toán móng và công trình ngầm” tập trung trình bầy những nét chính về cơ sở lý thuyết, hướng dẫn sử dụng và đặc biệt là trong cuốn sách đi sâu trình bày các bước giải một số bài toán điển hình trong công trình xây dựng bằng phần mềm Plaxis 3D Foundation. Cuốn sách là tài liệu tham khảo cho kỹ sư, học viên cao học, nghiên cứu sinh các ngành công trình: cảng – đường thủy, công trình thủy, công trình thềm lục địa, công trình xây dựng, công trình giao thông...
Nội dung cuốn sách gồm 4 chương:
- Chương 1: Cơ sở lý thuyết trong phần mềm Plaxis 3D Foundation.
- Chương 2: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation.
- Chương 3: Trình tự giải một bài toán bằng phần mềm Plaxis 3D Foundation.
- Chương 4: Các ví dụ mẫu điển hình giải bài toán công trình xây dựng bằng phần mềm Plaxis 3D Foundation.
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM PLAXIS Mục tiêu chương:-Giúp sinh viên biết được lịch sử hình thành cũng như các tính năng cơ bản của phần mềm Plaxis trong phân tích các bài toán Địa kỹ thuật.-Giúp sinh viên biết và thực hiện được các bước cài đặt phần mềm Plaxis 1.1. Giới thiệu về phần mềm Plaxis Sự phát triển phần mềm Plaxis được bắt đầu từ 1987 tại Đại học công nghệ Delff – Hà Lan. Phiên bản Plaxis V.1 ban đầu được thành 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. Đến năm 1993 Công ty Plaxis BV được thành lập và từ năm 1998, các phần mềm Plaxis đều được xây dựng theo phần tử hữu hạn. Phần mềm Plaxis được trang bị các tính năng đặc biệt để giải quyết một số khía cạnh của các kết cấu địa kỹ thuật phức tạp. Chương trình này dùng để tính toán các bài toán về mái dốc, hố đào, hầm [tunnel], đường hầm giao thông, đường hào kỹ thuật [collector], đường tàu điện ngầm và các dạng công trình ngầm khác. Hiện nay bộ Plaxis gồm các môđun sau: Plaxis 2D: dùng phân tích lún của móng, phân tích quá trình thi công hố đào, phân tích biến dạng chuyển vị của đê sông … Hình 1.1: Phân tích bài toán hố đào bằng Plaxis 2D V8.5 Plaxis 2D kết hợp môđun Dynamics dùng phân tích động của móng máy trên nền đàn hồi, phân tích đóng cọc, phân tích bài toán địa kỹ thuật có xét ảnh hưởng của động đất …
Đại thể cái E50 đó tương ứng với cái thí nghiệm CD [consolidated drained triaxial compression test], và nó còn phụ thuộc vào lộ trình ứng suất [stress path] nữa . Bạn có thể xem thêm về lộ trình ứng suất ở đây:
Trong Plaxis có vài cái mô hình như non-porous linear elastic, mohr cpulomb [MC], Hardening soil model [HS], soft soil [modified camclay based model] và soft soil creep [SSC]....Mỗi mô hình phù hợp với một lọai đất nào đấy. Tôi lấy ví dụ:
1. Bạn thiết kế cái móng trên nền đất quá cố kết nặng [heavily consolidated soil] bao gồm cát trạng thái chặt, hay sét trạng thái cứng thì mô hình MC có thể được dùng một cách phù hợp. Và cái module E trong đó thuần túy là module đàn hồi, và có thể được xác định bằng bàn nén hiện trường [plate load test], hộp nén cố kết [eodometer test], hay các quan hệ thực nghiệm [empirical correlation] giữa module với sức chống cắt không thóat nước đối với đất sét......Như bạn cũng biết module E này thay đổi theo cấp tải trọng nên pác có thể dùng lựa chọn advance để định nghĩa sự gia tăng E theo độ sâu [chính là phụ thuộc vào áp suất quá tải - over-burdened pressure] hay bạn phải chọ lựa một thông số E biểu kiến để có thể đạt được khả dĩ trường ứng suất biến dạng tương tự như kết quả quan trắc chẳng hạn.
2. Nếu bạn dùng HS model thì chính là lúc bạn cần xác định cái E50 [module tại mức áp suất = 50% ứng suất cực hạn] và cái module này trong plaxis cũng phụ thuộc vào cấp tải trọng rồi. Tuy nhiên cái E50 này nhất thiết phải được xác định từ cái consolidated drained triaxial compression test [CDTC] như em đã nói bên trên chứ không phải thừ UUTC [unconsolidated undrained triaxial compression test] hay CUTC [consolidated undrained triaxial compression test]. Tuy nhiên để bài toán phù hợp với thực tế thì bạn phải cần các thí nghiệm phù hợp với lộ trình ứng suất thực tế [vì giá trị c, phi và module .... phụ thụôc vào lộ trình ứng xuất này]. Tôi lại lấy ví dụ nếu bạn phân tích hố đào thì bạn cần cái triaxial unloading compression test chứ không phải những thí nghiệm loading như tôi trình bày bên trên.
3. Nếu bạn dùng SS hay SSC thì các giá trị module sẽ được tính toán thông qua lammda và kappa tùy theo trạng thái ứng suất là normally consolidated [cố kết thường] hay over-consolidated [quá cố kết]. Tất nhiên các giá trị cho c và phi lúc này phải là các thông số liên quan đến áp suất hữu hiệu [effective stress].
Và thông thường ở VN ta thì cái thí nghiệm CD thường không được thực hiện [nếu không muốn nói là không dùng] nên các thông số dùng trong Plaxis cần được đánh giá và phân tích cẩn thận trước khi tính toán thực tế. Tuy nhiên nếu pác cần em có thể gửi một file để xác định các thông số cần thiết cho phân tích FEM trong địa kĩ thuật [dùng cho SS hay SSC].