Matematické modelování v geotechnice - Plaxis 2D (ražený silniční/železniční tunel) Plaxis 2D Program Plaxis 2D je program vhodný pro deformační a stabilitní analýzu geotechnických úloh. a je založen na metodě konečných prvků. Program plaxis 2D má velmi jednoduché pracovní prostředí Plaxis 2D input - nový model nový model - název kontrola nastavených jednotek zadání okrajových podmínek - OK modelování okolního prostření modelování konstrukcí generování sítě konečných prvků pravítko rozměry modelu zadání vrtů parametry zemin/hornin jednotky Obr. 1 - Vytvoření nového modelu orientace souřadného systému souřadnice příkazový řádek "Create berehole" - přidáme vrt na souřadnice [0; 0] a definujeme výšky vrstev v nadloží (+Add), HPV 10m pod dnem tunelu - "Head" Definování jednotlivých zemin/hornin "Show materials" - "Set type" - "Soil and interfaces" - "New" - používáme Mohr-Coulombův model a definujeme tedy γ; γ sat; E; ν; c; φ; ψ Zeminy/horniny se přiřadí k jednotlivým vrstvám
volba materiálového modelu - Mohr-Coulombův model - lineárně elastický dokonale plastický model Obr. 2 Definování hlavních parametrů zeminy 0,7 zadáváme základní parametry zeminy/horniny Obr. 3 Definování ostatních parametrů zeminy
přepnout do záložky "Structures" vložit bod vložit linii modelování zatížení/ posunů definování ostatních konstrukcí modelování/import výrubu/ostění definování parametrů ostění Obr. 4 Záložka "Structures" "Create tunnel" - zadáme bod středu dna tunelu a definujeme či importujeme tvar ostění možno definovat tunel kruhový i libovolného tvaru (viz. obr. 5) zde definovat postup ražeb označit odebrat segment vložení nové části ostění rovné/obloukové doplnit poslední segment osově symetrické ostění uzavření ostění import ostění definování tvaru ostění
Obr. 5 Vytvoření výrubu vytvoření ostění tunelu spolupůsobení zemina/konstrukce Obr. 6 Vytvoření ostění "Show materials" - "Set type" - "Plates" - "New" - definujeme ostění - definujeme vlastnosti ostění po 24 hodinách a po 28 dnech. Mění se modul pružnosti a poissonovo číslo. rozdílné parametry pro mladý a starý beton Obr. 7 Definování parametrů ostění
Nastavení, generování a optimalizace sítě konečných prvků Přepnout do záložky "Mesh" generování sítě možno nastavit jemnější či hrubší síť náhled generované sítě, kontrola kvality Obr. 8 Nastavení sítě konečných prvků při označení jednotlivých oblastí je možno v záložce "Selection explorer" měnit délku prvků v označené oblasti a optimalizovat tak síť konečných prvků pro jasnější výsledky a méně náročný výpočet zjemňujeme sít v oblasti kolem výrubu, kde dochází k výraznějším změnám napjatosti, deformacím apod. pro nižší náročnost výpočtu se doporučuje v oblastech kde jsou předpokládány minimální změny napjatostí či deformace ponechat síť hrubší. po nastavení sítě konečných prvků kliknout na "Generate mesh". V okně "Mesh options" je možné nastavit ještě jemnější či hrubší síť. Kliknout na "View mesh" a zkontrolovat kvalitu vytvořené sítě (viz. obr. xx) Obr. 9 Optimalizace a kvalita sítě konečných prvků
Nastavení výpočtu záložka "Flow conditions" - v případě, že HPV se nachází hluboko pod terénem - neřešit. záložka "Staged construction" slouží k nastavení výpočtu. Nastavení jednotlivých fází výpočtu v levé části okna "Phases explorer" (viz. obr. xx) nová fáze odebrat fázi aktivovat/deaktivovat zeminy/konstrukce výpočet výsledky Obr. 10 Nastavení výpočtu nastavení jednotlivých fází výpočtu zohlednění prostorového chování masivu Obr. 11 nastavení výpočtových fází po nastavení všech výpočtových fází je možné zahájit výpočet a vyhodnotit výsledky.