1. 研究目的与意义
plaxis 2d/3d程序是由荷兰plaxis b.v.公司推出的一系列功能强大的通用岩土有限元计算软件,现在已广泛应用于各种复杂岩土工程项目的有限元分析中,如:大型基坑与周边环境相互影响、盾构隧道施工与周边既有建筑物相互作用、大型桩筏基础(桥桩基础)与邻近基坑的相互影响、板桩码头应力变形分析、库水位骤升骤降对坝体稳定性的影响、软土地基固结排水分析、基坑降水渗流分析及完全流固耦合分析、建筑物自由振动及地震荷载作用下的动力分析、边坡开挖及加固后稳定性分析等等。
plaxis系列程序以其专业、高效、强大、稳定等特点得到世界各地岩土工程专业人员的广泛认可,日渐成为其日常工作中不可或缺的数值分析工具。
尤其在欧洲、新加坡、马来西亚、香港等地应用广泛,palxis 2d甚至用于常规的二维设计计算中。
2. 国内外研究现状分析
基坑工程:plaxis程序内嵌的hs和hss本构模型对于开挖类问题具有独特的优势,在建筑基坑、地铁基坑等开挖支护分析中有大量应用,广受认可 [4]。
地基基础:plaxis程序提供了独特的embedded桩单元,可模拟包含大量桩构件的大型桩筏基础。
隧道工程:plaxis程序提供了专门的隧道设计器工具以及模拟地层损失的断面收缩设置,对于模拟盾构隧道、新奥法隧道及其他施工方法提供了便利条件。
3. 研究的基本内容与计划
构模型:线弹性模型、莫尔库仑模型、土体硬化模型、小应变土体硬化模型、软土蠕变模型、软土模型、修正剑桥模型、霍克-布朗模型、节理岩体模型、ngi-adp模型、sekiguchi-ohta模型、用户自定义本构模型 [1]。
几何建模:五个标签引导符合岩土工程分析习惯的操作流程,图形化用户界面,交互式的cad建模方式,支持cad图形文件导入,可通过隧道设计器施加曲线荷载,可指定各向异性应变,可设置集中荷载和分布荷载的任意组合模式,可设置铰和转动弹簧,提供专门的隧道设计器。
结构单元:提供岩土工程中常见的板、embedded排桩、土工格栅、锚杆等结构单元,可以考虑结构单元的弹塑性行为,可以考虑板端承载力以模拟板端反力,锚杆单元可考虑残余强度属性;此外还提供了界面单元以模拟土-结构相互作用及岩土体中软弱面,可以考虑界面单元的残余强度属性。
4. 研究创新点
计算功能强大,适用范围广。
plaxis 2d/3d共包括三个模块,即主模块、渗流模块、动力模块,可进行塑性、安全性、固结、渗流、流固耦合、动力等各种分析。
可对常规岩土工程问题(变形、强度)如地基、基础、开挖、支护、加载等进行塑性分析,可对涉及超孔压增长与消散的问题进行固结分析,可对涉及水位变化的问题进行渗流(稳态、瞬态)计算以及完全流固耦合分析,可对涉及动力荷载、地震作用的问题进行动力分析,可对涉及稳定性(安全系数)的问题进行安全性分析。
