PLAXIS

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 25. marts 2017; checks kræver 34 redigeringer .

PLAXIS


Type	finite element pakke
Udvikler	Plaxis BV
Operativ system	Microsoft Windows
nyeste version	CE V21.00 (2021)
Licens	Proprietær EULA- software
Internet side	plaxis.nl
Mediefiler på Wikimedia Commons

PLAXIS er et softwaresystem baseret på finite element -metoden, der bruges til at løse problemer inden for ingeniørgeoteknik , design og ingeniørgeologi. Det er en pakke af computerprogrammer til den endelige elementberegning af spændings-belastningstilstanden af strukturer, fundamenter og fundamenter .

PLAXIS er en af de mest populære beregningssoftware i Europa og Rusland til beregning af baser og fundamenter sammen med TALREN, FOXTA og K-REA softwarepakkerne fra det franske firma Terrasol [1] , det er også værd at nævne MIDAS softwarepakken [2 ] .

Historien om softwaresystemudvikling

Oprettelsen af PLAXIS er baseret på arbejdet af Peter Vermeer fra Delft University of Technology , som udviklede et endeligt element-system til brug i designet af Oosterscheldeckering -barrierestrukturen på den østlige Schelde i Holland . Hans udvikling førte til oprettelsen af ELPLAST-programmet, som bestemmer bæreevnen af elastisk-plastisk jord ved hjælp af 6-node trekantede elementer, skrevet på FORTRAN-IV- sproget . I 1981 begyndte René de Borst at analysere undersøgelser af eksperimenter med indføring af en kegle i jord, hvortil det blev nødvendigt for ham at udvikle en løsning af aksesymmetriske problemer baseret på ELPLAST. Som følge heraf fik det nye program navnet PLAXIS (PLasticity AXISsymmetry). I 1982 fandt Sloane og Randolph fra University of Cambridge ud af , at 15-node trekantede endelige elementer skulle få programmet til at fungere mere korrekt, når de løser aksesymmetriske problemer.

I 1987 deltog Vermeer og de Borst i udviklinger finansieret af det hollandske transportministerium. En af opgaverne med udviklingen af softwarekomplekset var overførslen af programmet til personlige computere. Og i 1987 dukkede den første kommercielle version af PLAXIS op, og i 1998 den første version af PLAXIS til operativsystemerne Windows 95 , 98 og NT [3] .

Som et resultat af udviklingen af softwarepakken blev Plaxis BV etableret i 1993. I 1998 blev det første PLAXIS 2D-program til Windows til 2D-modellering udgivet. PLAXIS 3D blev udgivet i 2010 med evnen til at udføre 3D-modellering.

Nu er PLAXIS medlem af non-profit organisationen NAFEMS , dedikeret til formidling af information og standardisering af finite element metoder til modellering inden for forskellige tekniske områder. Simuleringsresultaterne i PLAXIS-softwarepakken er i overensstemmelse med russiske byggekoder [4] .

Egenskaber ved beregninger

I PLAXIS softwarepakken er jorden modelleret som et multikomponent materiale, hvori der kan forekomme tryk i porevand (hydrostatisk og overskydende). PLAXIS softwarepakken giver dig mulighed for at simulere etapevis konstruktion af en struktur, udgravning og opfyldning af jord og belastninger i forskellige størrelser og retninger. Ved hjælp af programmet kan der udføres beregninger af filtrering og konsolidering af jord, stabilitetsberegninger med bestemmelse af potentielle fejloverflader og sikkerhedsfaktorværdier svarende til niveauet af opnåede spændinger.

PLAXIS har følgende sæt elementer: plade, skal , bjælke, stolpe, anker , hængsel , geonet , pæl , dræn, brønd, tunnel, kontaktelementer (grænseflader. PLAXIS-programmet har også et sæt modeller af varierende kompleksitetsgrad for jord, beton og sten Følgende ikke-lineære jordmodeller præsenteres i softwarepakken:

elastisk -ideal-plastik Coulomb-Mohr model
elastisk-plastik model af hærdende jord
model af blød krybejord (viskoplastisk opførsel af blød jord)
anisotropisk klippemassemodel (stratificeret klippemodellering)
cam-ler model (simulering af blød jord)
Hyuk-Brown model

Den grundlæggende jordmodel er Coulomb-Mohr-modellen, baseret på jordbundens vigtigste styrkekarakteristika: kohæsion , indre friktionsvinkel , dilatansvinkel , Poissons forhold og elasticitetsmodul . Derudover har softwarepakken mere avancerede modeller: en elastisk-plastisk model af hyperbolsk type (hærdende jordmodel), en blød jordmodel med krybning (til modellering af adfærden af normalt komprimeret blød jord i tide) og andre modeller. $c$ $\phi$ $\psi$ $\nu$ $E$

I beregningerne af udgravningen er jordens forventede adfærd beskrevet af tre stivhedsparametre [5] (en zone med overdreven dekompaktering, hvor der er aflæsning Mor "virker ikke", et fald i effektive spændinger, risiko for jord likvefaktion ), , . ${\displaystyle E_{ur))$ $E_{50}$ $E_{oed}$

Udrænet analyse (betingelser A, B og C)

Drænet kasse , når der er en langsom læsning. Vi bygger en bygning, vores vand har tid til at filtrere derud, vores konsolidering har tid til at passere der - vi kan bruge en drænet type.

Vi bruger udrænet , når lastning sker øjeblikkeligt, lad os sige at slå en bunke. Slaget kommer, ikke kun jordens skelet opfatter hele belastningen (den er komprimeret), men vandet, der er indeholdt i porerne, tager også hensyn til belastningen. Udrænet - det betyder, at der vil blive taget hensyn til det poretryk, der skabes i dette stødøjeblik. Og der er forskellige typer ikke-dræning - A, B, C.

I type A er beregningen baseret på den effektive spænding, det vil sige, at vi vil se på poretrykket, men alligevel er hele beregningen baseret på de effektive jordparametre.

Type B. Vi er allerede nødt til at tage ikke kun den effektive spænding, men vi skal også kende den udrænede forskydningsmodstand, det vil sige at vide, hvad porevandet og alle disse vand-kolloide bindinger vil tage på, når vi belaster, hvis vi antager et ler prøve.

Type C er anvendelig til model med tunge og viskøse væsker. PLAXIS anbefaler at bruge et Poisson-forhold på 0,5 der, hvilket er højere end normalt.

Indtastningsprocedurer

I PLAXIS-programmet foretages dataindtastning ved hjælp af musen og tastaturet. Der er 4 typer input:

Indtastning af objekter (f.eks. linjer). Linjer oprettes ved at klikke på venstre museknap. Som et resultat oprettes det første punkt. Bevægelse af musen og klik igen med venstre museknap skaber et nyt punkt med en linje, der går fra det forrige punkt til det nye. Stregtegning afsluttes ved at klikke med højre museknap eller trykke på <Esc>-tasten.
Indtastning af tekst
Indtastning af værdier (f.eks. input af jordvolumenvægt, filtreringsegenskaber via grundvandsfanen )
Indtastning af valgmuligheder (f.eks. valg af jordmodel)

Typer af beregninger

I softwarepakken kan der udføres statiske beregninger af strukturers stabilitet, filtreringsberegninger kan udføres, overskydende poretryk af jorde kan bestemmes, jordkonsolideringsberegninger udføres (kræver indstilling af filtreringskoefficienter for jord), pålidelighedsfaktorer bestemmes (vh. metoden til at reducere jordstyrkeparametre: vinklen for intern friktion og kohæsion ). Ovenstående beregninger kan udføres for trin-for-trin belastning og for trin-for-trin konstruktion og udgravning af jord. Ved betydelige deformationer kan der yderligere anvendes Lagrange-korrektionsberegningen, som er en beregning baseret på et variabelt net af endelige elementer. $\phi$ $c$

Jordmodeller implementeret i Plaxis 3D [6]

Winkler-modellen

Model af et lineært deformerbart halvrum

Model af et elastoplastisk medium

Modelhærdende jord

HS-modellen opererer ikke med begrebet " deformationsmodul ", men derimod med begrebet " jordstivhed ", som har en anden betydning [7] . tolkes ikke som et deformationsmodul, men som en numerisk værdi til at genoprette modellen og kompressionskurven. Som et resultat heraf tillader inputværdierne for støttestivheden , støttetrykket Pref og parameteren m modellen at genoprette kompressionskurven. Tilstedeværelsen af en kompressionskurve tager højde for det variable deformationsmodul. Beregning med et konstant deformationsmodul er ganske muligt, men er meget tidskrævende. Hver gang er det nødvendigt at bestemme de effektive spændinger for hvert lag (husholdning og belastning) og vælge den korrekte værdi af deformationsmodulet fra kompressionskurven. I praksis er der praktisk talt ingen, der gør dette, idet de nøjes med det deformationsmodul, der er angivet i undersøgelsesrapporten (ofte i intervallet 100–300 kPa), hvilket ikke altid svarer til det problem, der skal løses. Derfor er princippet om støttetryk i HS-modellen en præstation af det 21. århundrede, hvor processen med at vælge deformationsmodulet er automatiseret. Det er ikke længere påkrævet, at en geolog anmoder om, og at en designer udsteder belastninger fra den bygning, der projekteres, når der udføres laboratorietests. Det er nok at teste jorden i en kompressionsenhed ved høje belastninger og digitalisere grafen ved hjælp af de angivne parametre. Dermed opnås programoperationens universalitet - ikke en specifik spændingstilstand og dens deformationsparameter (tøjningsmodul) tages i betragtning, men jordens adfærd i spændingsområdet. $E_{oed}^{ref}$ $E_{oed}^{ref}$

Analyse af resultater

For at demonstrere de opnåede fordelinger af spændinger og tøjninger, til blandt andet at forudsige deres ændringer, kan plastpunktværktøjet bruges (kaldes gennem menuen Spændinger, Plastpunkt). [8] . Spændings-belastningstilstande (SSS) kan være: svigt-destruktion i henhold til det nøjagtighedskriterium, der er specificeret i modellen, Spændings-afskæringspunkt (blødgøring på grund af jordspænding), Hærdning (zoner, hvor jorden er hærdet), væskedannelse ( Liquefaction of jorde ) osv. .d. Et punkt er udpeget som et duktilt svigtpunkt, hvis det i øjeblikket er på en fejlkonvolut (f.eks. Mohr-Coulomb-konvolut). Hvis spændingstilstanden på grund af aflæsning falder under Mohr-Coulomb-hylsteret, er punktet ikke længere et plastisk brudpunkt, selvom det tidligere har gennemgået irreversible deformationer. [9]

Se også

Noter

↑ Mikhail Aristov. Software til ingeniørgeologi og geoteknik // Geoprofil. - 2008. - Nr. 2 . Arkiveret fra originalen den 20. januar 2013.
↑ ~~~~. Off.site (russisk) ? . MIDAS . Ukendt (13/12/20). Hentet 16. maj 2022. Arkiveret fra originalen 3. marts 2022. (ubestemt)
↑ Ronald BJ Brinkgreve. Beyond 2000 in Computational Geotechnics // CRC Press. – 1999.
↑ PLAXIS er et geoteknisk ingeniørværktøj. Eksempler på beregninger // CADmaster. - 2002. - Nr. 3 . - S. 62-65 .
↑ Typiske fejl i brugen af Plaxis 2D ved beregning af pits
↑ Jordmodeller implementeret i SCAD Office og Plaxis 3D softwarepakker . Hentet 10. april 2022. Arkiveret fra originalen 10. april 2022. (ubestemt)
↑ Modeller med hærdende jord og blød jord
↑ Anatoly Mirny om plastikpunkter i PLAXIS
↑ Nogle plastikpunkter forsvinder under beregningen. Hvordan er det muligt?