Перед геотехниками обычно стоят задачи оценки напряжённо-деформированного состояния (НДС), выполнения фильтрационных расчётов, учёта динамического и температурного воздействия. Рассмотрим эти виды задач подробнее с учётом возможностей программного геотехнического комплекса PLAXIS.
Есть две версии программы PLAXIS:
- PLAXIS 2D — для двухмерных (плоских и осесимметричных).
- PLAXIS 3D — для трёхмерных (пространственных) задач.
Каждая из программ делится на три варианта по типу лицензии, что даёт возможность пользователям получить экономию при покупке за счёт приобретения только необходимой комплектации программы, без переплат за неиспользуемые возможности.
PLAXIS
Первый тип лицензии — PLAXIS — наиболее простой и доступный. Этот вариант позволяет пользователям решать те же основные задачи, что и ручной счёт, а также другие более простые инженерные программы. Преимуществом использования программы PLAXIS в этом случае является то, что задача решается в одной программе, на одной расчётной схеме и с одним набором характеристик грунтов.
Тип лицензии PLAXIS подойдёт тем, кому необходимо решать самую основную задачу геотехники: оценивать два предельных состояния.
Первое предельное состояние — путём расчётов устойчивости откосов насыпей, дамб, плотин, а также склонов (в том числе оползневых), что является необходимым расчётом в автодорожном, железнодорожном и гидротехническом строительстве; и расчетов несущей способности, что требуется при проектировании фундаментов зданий и сооружений в промышленно-гражданском, атомном строительстве и при инженерном обеспечении добычи полезных ископаемых (в том числе в нефтегазовой отрасли), а также при проектировании подпорных стен.
Второе предельное состояние — это любые виды расчётов по деформациям. Для зданий и сооружений — это осадка фундамента и его крен, для ограждающих конструкций котлованов, подпорных и причальных стен — горизонтальные перемещения; для насыпей и дамб — осадка, на основании которой определяется объём требуемой досыпки до проектного уровня. Кроме того, в этих видах расчётов обычно требуется оценить внутренние усилия в бетонных (железобетонных), металлических, геосинтетических и других элементах — это осевые усилия, изгибающие моменты и поперечные силы.
См. также полный перечень доступных опций в разных типах лицензий:
PLAXIS 2D | PLAXIS 3D
PLAXIS Advanced
Следует отметить, что в типе лицензии PLAXIS нет возможности выполнять расчёты фильтрации и фильтрационной консолидации. Для этого предназначен второй тип лицензии PLAXIS Advanced, который может решать все перечисленные выше задачи, но также имеет расширенные возможности. Это наиболее оптимальный по возможностям и стоимости тип лицензии. PLAXIS Advanced потребуется в транспортном и гидротехническом строительстве, где часто встречается проблема слабых оснований и необходимости рассчитать время консолидации. В нормативных документах по дорожному строительству есть несколько критериев завершения консолидации, например, укладка асфальтобетона возможна при снижении интенсивности осадки до 2 см/год. Получить это решение можно в программе PLAXIS с использованием соответствующего режима расчёта Consolidation. Для гидротехников полезным будет применение программы для расчётов стационарной фильтрации, т. е. определения депрессионной кривой в теле дамбы и оценки влияния различных вариантов противофильтрационных и дренажных элементов.
Кроме того, этот тип лицензии позволят выполнить простую и надёжную оценку сейсмического события. Для этого потенциальное землетрясение оценивается в баллах и задаётся с помощью сейсмического коэффициента, который позволяет учесть сейсмическое событие. Конечно, это условный вариант расчёта, но он доступен даже для начинающих пользователей и регламентируется нормативными документами.
См. также полный перечень доступных опций в разных типах лицензий:
PLAXIS 2D | PLAXIS 3D
PLAXIS Ultimate
Последний тип лицензии PLAXIS Ultimate является инструментом для профессионалов, поскольку включает в себя все возможности программы. Описание всех возможностей потребует большого объёма публикации, а многие из них всё ещё являются незнакомыми большинству пользователей программы, что связано с застоем в области геотехники в нашей стране. Поэтому кратко рассмотрим лишь некоторые.
Ко всем перечисленным выше задачам добавляются расчёты во времени:
- для фильтрации: нестационарное решение, т. е. оценка фильтрационных (гидродинамических) сил в любой момент времени, что немаловажно для гидротехнических дамб и пойменных насыпей; учёт влияния атмосферных осадков (их можно задавать по дням, чередуя дожди с солнечными днями, когда происходит испарение) на увлажнение грунтов и устойчивость откосов и склонов;
- для нагружения: задачи динамики, т. е. техногенное воздействие в виде работающего оборудования, забивки свай (погружение шпунтов), движения транспорта; природное воздействие путём задания синтезированных расчётных записей землетрясений и соответствующих расчётов, в том числе оценке разжижения грунтов.
Также в двухмерной (пока) постановке PLAXIS позволяет решать теплотехнические задачи, например, оценивать возможность растепления грунтов и деградации многолетней мерзлоты или оценивать тепловое расширение материалов и влияние на напряжённо-деформированное состояние.
См. также полный перечень доступных опций в разных типах лицензий:
PLAXIS 2D | PLAXIS 3D
PLAXIS LE
В конце стоит упомянуть о новом дополнении — программе PLAXIS LЕ (Limit Equilibrium). Эта программа предназначена для профессионального выполнения расчётов устойчивости методами предельного равновесия (Бишоп, Моргенштейн-Прайс и др.) с широкими возможностями поиска поверхности скольжения, которая в этой программе может и не иметь такую условность, как круглоцилиндрическая форма (поверхности более реалистичные). Также возможности программы позволяют выполнять одномерную консолидацию с учётом больших деформаций, что практически невозможно сделать методом конечных элементов и востребовано при проектировании шламохранилищ. Описание PLAXIS LE будет рассмотрено в отдельном обзоре.
