[热点探讨]PLAXIS讨论专栏。 [复制链接]

事先声明：

本文有部分内容摘自其他论坛，未得到作者的同意，本人就着“大家一起学习！的态度”粘发在本论坛中。如有冒犯，敬请见谅！

也望本文浏览者尊重他人知识，不要随意转发！






大家有什么关于plaxis的问题都可以在这讨论。我先发个--

我现在遇到这样的一个问题。我用plaxis模拟一个基坑开挖问题，围护结构采用双排桩，水泥土搅拌桩止水。水位线为1m。开挖深度为6m。桩长28m。基坑开挖侧土体及地下水分步开挖，另外一侧保持水压不变。我的问题就是当基坑开挖到第一步时，为了通过水位线生成水压，什么是正确的方法？

    我试了三种方法，第一种，水位线沿着墙体竖直向下，整个平面的水位线也就是水平--竖直--水平。但是这种方法在水压生成窗口，在桩两侧及桩底部会产生明显的水压力梯度，假如说桩底部有渗透性比较大的砂土，那么这种方法明显和实际不符合。

    第二种方法，使竖直的水位线稍微倾斜，整个平面的水位线也就是水平--稍微倾斜--水平。这种方法产生的结果同第一种方法是一样的。

    第三种方法，使用“类组水位”，将开挖侧土体水位线定义到开挖土体下部（比如说是4.5m处），并对开挖土体定义为“干类组”，另外将基坑开挖侧底部的土体（一直到基坑底部土体和桩另一侧相通）的水位线定义也定义开挖土体上部（4.5m处），或者使用“从相邻的类组或线性内插”功能。这时候基坑未开挖侧以及桩脚下面的土体的水位线一直为1m处。这种情况生成的水压我感觉比较符合工程实际。但是在最后计算总是有很大的位移，一般都是1m左右，并且最后一步土体破坏。

    我知道“外部水压力计算要求，在和边界相交的位置上水压平衡。但是，如果水位线和边界相交于非实际存在的几何点，就不能精确计算外部水压力”。并且在模型建立中尽量使用点，而不使用线。



请大家讨论

问：
我有一个基坑问题，土层被一竖直墙分开。基坑一侧地下水以及土体每隔2米开挖一次，另外一侧水压保持不变。我的问题就是当基坑开挖到第一步时，为了通过水位线生成水压，什么是“正确的”方法？（由于未知的渗透性参数，我们不能应用地下水渗流生成水压。）
我的水位线是否应该沿着墙体（竖直水位线？这理论上看起来好像不正确），或者我有意的使竖直的水位线稍微的倾斜？（有10cm的倾斜或者用89度代替90度）。
根据我的经验，这两种方法能粗糙草的计算出相差不多的结果。但是，在水压输入窗口，画一竖直的水位线时，一些多余的水压在墙体两侧以及基坑底部显示出来，产生很大水压力梯度。
这些水压力梯度什么意思？作用在那里，墙体上还是墙后的土体？
一个有趣的事情是压力沿基坑垂直向下分布。在墙体附件的一个点显示了基于没有开挖一侧水压力头的水压力。远离墙体的一个点显示了基于基坑开挖2m的水压力。多余水压力（根据PLAXIS手册仅仅被边界两点定义）是个有意义的数值。我假定这个荷载很关键。但是，这两种分析几乎没有差别。
尽管我定义我的水位线稍微倾斜，在墙体的多余水压力还是消失了，因此外部水压力图怎么进行？
为了说明的更清楚，我表明下水位线：第一步（0, 40)---(30,40)--(30, 38)--(50,38)。第二步:(0,40)---(29.5,40)--(30,38)--(50,38)。墙体为（30，45）--（30，20）

回答：
我感觉很奇怪，当通过水位线生成外部水压你是否考虑了一些很重要的几何点。这是因为：
1. 外部水压力计算要求，在和边界相交的位置上水压平衡。但是，如果水位线和边界相交于非实际存在的几何点，就不能精确计算外部水压力。
2．这是因为，只在几何线的两个端点上定义外部水压力的大小，而两点之间的压力沿几何线的变化呈线性。所以，要精确计算外部水压力，一般潜水位的输入最好和模型边界相交在已有的几何点上。在生成几何模型的时候应该考虑到这个条件。必要的话，应该在几何模型的边界上增加这样的点。
3. 用不同的水位线（沿着基坑边界倾斜或者竖直）生成外部水压力你会看到差别。
4. 要时刻谨记水位线仅为一系列水压为零的点，在其下部水压随深度线性增加（即：假设压力变化是水静力的）。在塑性计算里，只能在这种不排水类组里产生超静水压。固结分析可以用来计算和时间有关的超静水压的生成或消散。在这类计算当中，超静水压的发展变化取决于渗透性参数，而不是材料性质种类。
5. 如果你注意了上说的这几点，模型仍然存在问题的话，请回到前面重新建立模型。

问：
  “外部水压力计算要求，在和边界相交的位置上水压平衡。但是，如果水位线和边界相交于非实际存在的几何点，就不能精确计算外部水压力。”
我认为这是很重要的一点。我认为，如果有一特定的竖向水位线，程序在计算过程中就会对哪点哪点作为零压力力点产生混淆。
我现在能用不连续的类组水位线解决这个问题，结果很好，但是时间比较长还是有点疑问。
我观察到的另外一件事情是竖直水位线（或者稍微倾斜的水位线）在上部和下部都产生了很大的水压力梯度。我怀疑这可能导致数值困难。但是在最后如果没有出现数值问题，那么这可以算出比较好的估计值。
我还注意到，水位线应该穿过已经存在的点/线来得到精确的解。我尽量不用几何线，因为那样会造成多余的土层。我用多余的点来代替。
我还奇怪如果水位线如果没有穿过点/线,错误能有多大。如果错误是同水位线穿过的网格的大小成比例的话，那么这可能还不算太坏。如果错误是同现存相邻的几何点的距离成比例的话，这就线的比较大了。但是我怀疑错误应该被网格的大小决定。

答：
我也同意要增加点。
你所说的“由于渗透性参数未定，我们不能用地下水渗流来产生水压力”。我的建议是：
1.    在我们计算分析时，我们至少应该对土有个大概的了解，是砂土还是粘土。尽管我们知道由于数量级的大小土的渗透性变化很大，但是典型的砂土或者粘土的渗透性还是可以从书本中查到。
2.    地下水渗流功能在PLAXIS中能够实现稳态孔压分布。如果土体十分松散那么地下水渗流就能应用，基坑中的稳态孔压很快就能实现。所以，比较高的孔隙压力梯度在开挖下面就会存在，这将导致基坑隆起或回弹。另一方面，如果土体为粘土，在短时间内将达不到稳定状态条件。但是假定土为不排水性能，其中的超孔隙水压在开挖时就能产生。如果开挖持续很长时间，那么就将进行固结分析（例如，当抽气时超孔隙压力的消散）。因为固结计算时你要进行地下水渗流计算，分析知道什么稳态孔隙压力条件下固结。
如果我没有理解错你画的模型，水平（仍然保持场地表面）-竖直（沿着墙体表面）-水平（基坑底部）。然后点击“水位线”来生成孔压。你得到的孔压理论上是错误的，因为孔隙压力在穿过墙脚处分布为陡峭的梯度（和周围差别很大）。基坑内的孔压分布很低，这可能低估了隆起问题。你可手算出墙脚处孔隙压力，公式在一般的土力学书本中都有。然后你再用手算出的孔隙压力分布用“用户自定义的孔压分布”，这样就很直观。
请谨记你之前特定的水位线“水平-竖直-水平”会对你深基坑的设计造成危害，因为你没有考虑到高孔隙压力梯度（例如隆起问题）。对FE软件包来说特定的竖向水位线很普通。在PLAXIS中，你可以特定线稍微倾斜（例如89.99度）来消除这样单调的问题，如果你仍不太确定孔压的产生，那么你可以在临近墙处画出交叉点来检查墙前和墙后孔压的工作性能。
最后一点，为什么我们不在计算复杂的FE模型时不手算一下。要知道，我们对土还不是很了解。

问：
我计算所出现的问题看起来和你假定的不一样。在岩石底部有切断水源的泥浆墙。岩石层的渗透性参数没有用。对于书本中的渗透性参数，我认为用水位线来生成孔隙水压更保守。
我现在的方法是对不同的类组产生不同的孔压。这样不会产生梯度（尤其是水平孔隙压力轮廓线都在开挖一侧或者未被开挖的土体中。
对于前面所说的点，我有更有趣的发现。第一种方法（水平-竖直-水平）将导致在开挖侧比较大的梯度。第二种方法（89.99度）在未开挖侧有较大的梯度。这好像和你指出的不一样，我感觉，第一种方法好像和土体隆起有关系。试下第二种方法，我打赌你没有见过水压梯度方向为向下方向（或者向开挖侧方向）。
我总体上认同你的稳态渗流模型更现实，但是我们要有足够的参数才能那样做。
手算，嗯，你建议我们要核对那方面？水压或者其他？对于复杂的模型，要有点麻烦。呵呵，我也认同你的观点，不要太依赖电脑。


答：
这样看来我不太理解你典型的基坑问题了。我认为挡土墙的墙脚没有在岩石上。这意味着在墙脚处有渗流。
在你的模型中，如果你对墙脚下面的渗流的截断有信心的话，那么我完全同意你的地下水渗流计算完全不需要。你之前的方法的孔压的指定是合理的。基坑隆起在你的例子中并没有出现。

顶下拉--

顶了先！感谢楼主无私奉献，对我帮助很大！

正在学习,有大家帮忙,很是感动,顶!

楼主自问自答真是好啊！

支持这个专栏，希望大家多交流，感谢楼主共享！

问题:PLAXIS可以模拟三维的么?
那位兄弟给个答案,大家有没有工程实力,给一个做为参考啊
正在学习中!!!!!