PLAXIS

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
PLAXIS
Plaxis logo new.gif
Тип

конечно-элементный пакет

Разработчик

Plaxis BV

Операционная система

Microsoft Windows

Последняя версия

2016.01 (2016)

Лицензия

Проприетарное программное обеспечение EULA

Сайт

plaxis.nl

PLAXIS — это программная система конечно-элементного анализа, используемая для решения задач инженерной геотехники и проектирования. Представляет собой пакет вычислительных программ для конечно-элементного расчёта напряжённо-деформированного состояния сооружений, фундаментов и оснований.

PLAXIS является одним из наиболее популярных в Европе и России программным расчетным комплексом для расчетов оснований и фундаментов наряду с программными пакетами TALREN, FOXTA и K-REA от французской компании Terrasol[1].

История разработки программной системы[править | править вики-текст]

Создание PLAXIS основано на разработках Питера Вермеера[de] из Делфтского Технического Университета, который занимался разработкой конечно-элементного комплекса для использования при проектировании оградительного сооружения Остерсхельдекеринг на Восточной Шельде в Нидерландах. Его разработки привели к созданию программы ELPLAST, определяющий несущую способность упругопластичных грунтов с использованием 6-узловых треугольных элементах, написанной на языке FORTRAN-IV. В 1981 году Рене де Борст начал анализ исследований экспериментов по внедрению конуса в грунты, для чего ему стало необходимо разработать на основе ELPLAST решение осесимметричных задач. В итоге новая программа была названа PLAXIS (PLasticity AXISsymmetry). В 1982 году Слоан и Рандольф из Кембриджского университета выяснили, что 15-узловые треугольные конечные элементы должны сделать работу программы правильней при решении осесимметричных задач.

В 1987 году Вермеер и де Борст участвовали в разработках, финансируемых министерством транспорта Нидерландов. Одной из задача развития программного комплекса был перенос программы на персональные компьютеры. И в 1987 году появилась первая коммерческая версия PLAXIS, а в 1998 году первая версия PLAXIS для операционных программ Windows 95, 98 и NT[2].

В результате развития программного комплекса, в 1993 г. была создана компания Plaxis BV. В 1998 г. была выпущена первая программа PLAXIS 2D для ОС Windows для двухмерного моделирования. Программа PLAXIS 3D с возможностью проведения трёхмерного моделирования была выпущена в 2010 году.

Сейчас компания PLAXIS является членом некоммерческой организации NAFEMS[en], занимающейся распространением информации и стандартизации конечно-элементных методов для моделирования в различных инженерных областях. Результаты моделирования в программном комплексе PLAXIS согласуются с российскими строительными нормативами[3].

Особенности расчетов[править | править вики-текст]

Задание параметров (Модуль упругости, - Коэффициент Пуассона, угол внутреннего трения, c - сцепление, угол дилатансии, угол внутреннего трения) линейно-упругой идеально-пластической модели Мора-Кулона в PLAXIS.

В программном комплексе PLAXIS грунт моделируется как многокомпонентный материал, в котором могут возникать давления в поровой воде (гидростатическое и избыточное). Программный комплекс PLAXIS позволяют моделировать поэтапное возведение сооружения, экскавацию и отсыпку грунта и различные по величине и направлениям нагрузки. С помощью программы могут быть выполнены расчеты фильтрации и консолидации грунтов, расчеты устойчивости с определением потенциальных поверхностей разрушения и значений коэффициента запаса, отвечающих уровню достигнутых напряжений.

В программном комплексе PLAXIS имеется следующий набор элементов:

Также в программе PLAXIS имеется набор моделей разной степени сложности для грунтов, бетона и скальных пород. В программном комплексе представлены следующие нелинейные модели грунта:

  • упругоидеальнопластическая модель Кулона-Мора
  • упругопластическая модель упрочняющегося грунта
  • модель мягких ползучих грунтов (вязкопластичное поведение слабых грунтов)
  • модель анизотропного трещиноватого скального массива (моделирование слоистых горных пород)
  • модель cam-clay[en] (моделирование слабых грунтов)
  • модель Хёка-Брауна[en]

Базовой моделью грунта является модель Кулона-Мора, основанная на основных прочностных характеристиках грунтов: сцеплении , угле внутреннего трения , угле дилатансии , коэффициенте Пуассона и модуле упругости . Дополнительно в программном комплексе имеются более совершенные модели: упругопластическая модель гиперболического типа (модель упрочняющегося грунта), модель слабого грунта с учетом ползучести (для моделирования поведения нормально уплотненных слабых грунтов во времени) и другие модели.

Процедуры ввода[править | править вики-текст]

В программе PLAXIS ввод данных осуществляется с помощью мыши и с клавиатуры. Существует 4 типа ввода:

  • Ввод объектов (напр. линии). Линии создаются с помощью щелчка левой кнопкой мыши. В результате создается первая точка. При перемещении мыши и еще одном щелчке левой кнопкой мыши создается новая точка с линией, идущей от предыдущей точки к новой. Построение линии завершается путем щелчка правой кнопкой мыши или нажатия клавиши <Esc>.
  • Ввод текста
  • Ввод значений (напр. ввод объемного веса грунта)
  • Ввод вариантов выбора (напр. выбор модели грунта)

Виды расчетов[править | править вики-текст]

В программном комплексе могут быть проведены статические расчеты устойчивости сооружений, расчеты фильтрации, может быть определено избыточное поровое давление грунтов, проведены расчеты консолидации грунтов (требует задания коэффициентов фильтрации для грунтов), определены коэффициенты надежности (методом снижения параметров прочности грунта: угла внутреннего трения и сцепления ). Вышеперечисленные расчеты могут быть выполнены для пошагового нагружения и для поэтапного строительства и экскавации грунтов. При значительных деформациях может быть дополнительно использован корректирующий расчет Лагранжа, который представляет собой расчет по изменяемой сетке конечных элементов.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Михаил Аристов Программное обеспечение для инженерной геологии и геотехники // «Геопрофиль». — 2008. — № 2.
  2. Ronald B.J. Brinkgreve Beyond 2000 in Computational Geotechnics // CRC Press. — 1999.
  3. PLAXIS — инструмент инженера-геотехника. Примеры расчетов // CADmaster. — 2002. — № 3. — С. 62-65.

Ссылки[править | править вики-текст]