Граничные условия

Граничные условия могут быть выбраны из второго ряда кнопок панели инструментов или из меню Loads (Нагрузки). Для разрешения проблем деформации существует два типа граничных условий:

Заданные смещения и нагрузки. В принципе, все границы должны иметь по одному граничному условию в каждом направлении. То есть, когда для определенной границы (свободной границы) не задано соответствующее граничное условие, то применяется естественные условия, т.е. заданная нагрузка равна нулю и свободное смещение.

Для избежания ситуации, когда смещения неизвестны, необходимо, чтобы некоторые точки геометрической модели имели заданные смещения. Простейшим примером заданного смещения является заделка (нулевое смещение), но может быть задано также и не нулевое смещение. В этом случае жесткий фундамент моделируется с помощью задания в верхнем песчаном слое ненулевых смещений.

Рис 3.5 Геометрическая модель окна ввода данных

Для создания граничных условий для этого урока выполните следующее:

· Для задания стандартных граничных условий щелкните на панели инструментов по кнопке Standard fixities (Стандартные закрепления) или в меню Loads (Нагрузки) опцию Standard fixities.

В результате Plaxis создаст основание модели в виде сплошной заделки, а вертикальные стенки (u_x=0; u_y=любое) - в виде шарнирно подвижных опор. Заделка в определенном направлении будет выглядеть на экране в виде двух параллельных линий, проходящих перпендикулярно к данному направлению. И так, шарнирно подвижные опоры представлены в виде двух вертикальных параллельных линий, а сплошная заделка – штриховкой.

· Выберите на панели инструментов кнопку Prescribed displacements (Заданные смещения) или соответствующую опцию в меню Loads (Нагрузки).

· Переместите курсор к точке (0.0; 4.0) и щелкните по левой кнопке мышки.

· Переместите курсор вверх вдоль геометрической линии к точке (1.0; 4.0) и щелкните опять левой кнопкой мышки.

· Для отмены команды черчения щелкните правой кнопкой.

Кроме новой точки (4), в верхней части геометрической модели создаются заданное смещение вниз на единицу длины (1.0 м) в вертикальном направлении и фиксированное горизонтальное смещение. Заданные смещения выглядят как ряд стрелок, начинающихся в точке начала отсчета геометрической модели и направленных в сторону смещения.

Набор данных по материалам

С целью моделирования поведения грунта для данной геометрической модели должны быть приняты соответствующая модель грунта и параметры его материала. В Plaxis характеристики грунта собраны в наборах данных по материалам, которые хранятся в соответствующей базе данных. данных Набор данных из базы может быть присвоен одному или более кластерам. Для таких конструкций, как стены, плиты, анкера, геотекстильные материлы и т.д., система похожая, но различные типы конструкций имеют различные параметры, а значит и разные типы наборов данных.

В Plaxis различаются наборы данных по материалам для Soil & Interfaces (Грунт и поверхности раздела), Beams (Балки), Anchors (Анкера) и Geotextiles (Геотекстильные материлы).

Наборы данных по материалам создаются, в основном, после ввода граничных условий. До создания сетки должны быть установлены наборы данных по всем материалам, а все кластеры и конструкции должны иметь соответствующий им набор данных.

Таблица 3.1 Характеристики песчаного слоя

Параметры	Обозначение	Значение	Ед. изм.
Модель грунта	Model	Мор -Кулон	-
Тип поведения грунта	Type	Дренированный	-
Сухой вес грунта		17.0	кН/м3
Мокрый вес грунта		20.0	кН/м3
Горизонтальная проницаемость грунта		1.0	м/сут
Вертикальная проницаемость грунта		1.0	м/сут
Модуль Юнга (постоянная величина)	Eref		кН/м2
Коэффициент Пуассона		0.3	-
Связность грунта (постоянная величина)	cref	1.0	кН/м2
Угол трения		31.0	°
Угол набухания		0.0	°

Набор данных по материалам может быть введен с помощью кнопки Material sets (Наборы по материалам), расположенной на панели инструментов или опцией из меню Materials (Материалы).

Для создания набора данных для песчаного слоя выполните следующее:

· Выберите на панели инструментов кнопку Material Sets.

· Щелкните по кнопке <New>, расположенной в нижней части окна Material Sets. Появится новое диалоговое окно с тремя вкладками: General (Общие данные), Parameters (Параметры) и Interfaces (Поверхность раздела) (см. рис. 3.6 и 3.7).

· В поле Identification окна Material Set вкладки General напишите "Sand" ("Песок").

· Выберите в комбинированном окне Material model (Модель материала) Mohr-Coulomb (Мор-Кулон) и Drained (Дренированный) в окне Material type (Тип материала) (параметры по умолчанию).

· Введите в поля Weight (Вес) и Permeability (Проницаемость) значения, соответствующие характеристикам материала, перечисленным в табл. 3.1.

· Для продолжения ввода модельных параметров щелкните по кнопке <Next> или по вкладке Parameters (Параметры). Параметры, появившиеся во вкладке Parameters зависят от модели выбранного материала (в нашем случае это модель Мора-Кулона).

Рис. 3.6 Вкладка General окна набора данных по грунту и поверхностям раздела

Рис. 3.7 Вкладка Parameters (Параметры) окна набора данных по грунту и поверхностям раздела

· Введите параметры модели из табл. 3.1 в соответствующие поля редактирования вкладки Parameters (Параметры).

· Т.к. в геометрическую модель не входят поверхности раздела, то третью вкладку можно пропустить. Для подтверждения ввода набора данных по данному материалу щелкните по кнопке <OK>. Теперь в окне Material Sets (Параметры материалов) появится набор данных, созданный в виде древовидной схемы.

· Перетащите набор данных "Sand" из окна Material Sets (Параметры материалов) (выделите выбранный грунт, удерживая левую кнопку мышки в нажатом состоянии) в кластер грунта на чертежном поле и опустите его здесь (отпустив левую кнопку мышки). Обратите внимание на то, что курсор меняет свою форму в зависимости от того есть или нет возможность опускания набора данных. Правильность задания набора данных для кластера обусловлена изменением его цвета.

· Для закрытия базы данных щелкните в окне Material Sets по кнопке <OK>.