آموزش Flac 2D – قسمت دوم

در قسمت قبل به شرح چگونگی ساخت هندسه یک مدل ساده در Flac  پرداختیم. در ادامه به شرح چگونگی ساخت مدل های پیچیده تر و همچنین آموزش انجام بقیه مراحل مدل سازی می پردازیم.

ساختن زون های با ابعاد مختلف در Flac 2D:

باید توجه داشته باشید که مدل ساخته شده بسیار ساده می باشد و بدلیل یکنواخت بودن ابعاد مش های ساخته شده و کوچک بودن آن ها، زمان محاسبات نسبتا طولانی خواهد بود. برای رفع این مشکل معمولا ابعاد مش های ساخته شده در اطراف سازه مورد تحلیل (مانند تونل، پی، …) با ابعاد کوچک ساخته شده و ابعاد مش های دورتر (مانند مش های کف و اطراف مدل) با ابعاد بزرگتر ساخته می شوند. بدین ترتیب، مدل ساخته شده فوق را می توان بصورت زیر ساخت:

...

برای ساخت مدلی مشابه تصویر فوق باید کدهایی متفاوت با کدهای بکار رفته فوق استفاده شوند. همچنین باید توجه داشت که برای ساخت هندسه ای مشابه بالا لازم است محدوده با ابعاد مش ریزتر به محدوده مربوط به زون های با ابعاد بزرگتر وصل یا اصطلاحا Attach شوند. شرح کدهای لازم برای ساخت چنین هندسه ای در حوصله این بحث نمی گنجد.

بستن مرزهای مدل در Flac 2D:

بزبان ساده، بطور معمول در شرایط استاتیکی، شرایط مرزی اولیه در Flac بدوشکل بر مدل اعمال می شود: محدود کردن جابجایی ها، اعمال تنش اولیه در مرزهای مدل. در اینجا بدلیل معمول بودن روش اول، تنها به شرح آن می پردازیم. در این روش معمولا مرز پایینی مدل در دو راستای افقی و عمودی و مرزهای کناری در راستای عمودی بسته می شوند. برای اینکار، در نوار ابزار به In Situ رفته و سپس Fix را انتخاب کنید. در قسمت Mode، Fix را انتخاب کرده و سپس در قسمت GP Velocity ، X را انتخاب کنید. با Drag کردن موس بر مرزهای جانبی، آنها را در راستای  افقی ثابت کنید.  سپس مجددا در قسمت GP Velocity X&Y را انتخاب کنید و سپس بر روی مرز پایینی Drag کنید.

...

 

حال دستورات حاصله را بترتیب قبل در فایل  Geo.dat وارد کنید.

fix  x i 1 j 1 83
fix  x i 83 j 1 83
fix  x y i 1 83 j 1

تعریف خصوصیات مواد- مدل های رفتاری Flac در قسمت ساخت هندسه، مدل رفتاری مصالح بصورت موهر-کلمب انتخاب شد که مدل رفتاری معمول مورد استفاده در اکثر تحلیل های ژئوتکنیکی می باشد. برای تعریف خصوصیات مواد، در نوار ابزار Material را انتخاب کرده و پس از انتخاب گزینه Region در سمت راست، در بخش Edit گزینه Create را انتخاب کنید تا باکسی بصورت زیر باز شود. این جدول برای تعریف پارامترهای مصالح مانند مدول تغییرشکل پذیری، ضریب پواسن، .. می باشد که در اینجا آنرا بصورت زیر پر کنید:

...

 

توجه: در صورت واضح نبودن مقادیر اعداد موجود در عکس هایی که به نمایش گذاشته شده اند، نیازی نیست اعداد فوق را دقیقا مشابه بالا وارد کنید. بلکه می توانید با وارد کردن اعداد دلخواه، اصلاحات نهایی را در دستورات استخراج شده در هر مرحله در فایل Geo.dat طبق دستوراتی که در اینجا در انتهای هر بخش می آید اصلاح کنید.

پس از Ok  کردن، در نوار سمت راست گزینه User:soil به لیت اضافه خواهد شد. پس از انتخاب آن، با  موس بر روی تمام نقاط مدل کلیک کنید تا خصوصیات برای همه مدل منظور شود. در نهایت، به همان صورت قبل دستورات را استخراج کرده و به فایل Geo.dat انتقال دهید:

...

 

 

اعمال نیروها و تنش های اولیه (برجا) در Flac:

در این مرحله، نیروهایی مانند گرانش و تنش های اولیه را در مدل اعمال می کنیم.
در گام اول، برای اعمال نیروی جاذبه، در نوار ابزرا بالا به بخش Setting رفته و پس از انتخاب گزینه Gravity، مقدار ۱۰ را بر اساس m/s2 وارد کنید. سپس به ترتیب قبل OK کرده و دستور ایجاد شده را به فایل Geo.dat انتقال دهید:

Set Gravity=10

 

هرچند بصورت کلی می توان از اعمال تنش های اولیه در مدل صرف نظر کرد، اما اعمال این تنش ها کمک می کند که مدل سریعتر به تعادل اولیه برسد.برای تعریف تنش های اولیه، لازم است مقدار تنش های اولیه عمودی و افقی در نقطه مختصات  (۰,۰) تعیین شود که این کار با ضرب کردن مقدار دانسیته مصالح در ارتفاع روباره و عدد ۱۰ برای تنش عمودی (Syy) بدست می آید. برای تعیین مقادیر Sxx و Szz مقدار بدست آمده برای Syy در ضریب تنش افقی K0 ضرب می شود. مقدار K0 بر اساس شرایط تنش موجود در محدوده طرح تعیین می شود. در اینجا این مقدار را بصورت پیش فرض برابر با ۱ در نظر می گیریم. همچنین با توجه به اینکه مقادیر این تنش ها در ارتفاع های مختلف مدل متغیر هستند، باید مقدار ضریب تغییرات آن ها را تعیین نماییم. این ضریب تغییر برای تنش عمودی Syy برابر با حاصلضرب مقدار دانسیته در عدد ۱۰ (شتاب جاذبه) می باشد. برای Sxx و Szz کافیست ضریب بدست آمده فوق را در مقدار K0 ضرب کنید.

پس از تعیین مقادیر تنش اولیه در مختصات مبدا، در نوار ابزرا بالا به بخش In Situ  رفته و در پایین آن Initial را انتخاب کنید. سپس در سمت راست صفحه باز شده ابتدا در قسمت Range، گزینه All را انتخاب کنید. حال در قسمت Type گزینه Zone را انتخاب کرده و در نوار ابزار پایین تر آن گزینه Stress را انتخاب کنید. حال بترتیب پس از انتخاب Syy, Sxx, Szz و زدن گزینه Assign در هر مرحله، مقادیر بدست آمده برای  آن ها در مرکز مختصات مدل را بصورت منفی (معرف تنش فشارشی در مدل) و ضرایب تغییرات آن ها را بصورت مثبت  وارد کنید. برای مثال برای Syy:

...

 

در نهایت، بایستی دستوراتی مشابه زیر استخراج شده و در فایل Geo.dat منتقل شوند:

initial syy -462500.0 var 0.0,18500.0
initial sxx -462500.0 var 0.0,18500.0
initial szz -462500.0 var 0.0,18500.0

 

 

ایجاد تعادل اولیه:

تعادل اولیه در Flac بوسیله انجام محاسبات ایجاد می شود. حالا می توانید نتیجه انجام مراحل بالا را در مدل ببینید. برای اینکار باید اجازه دهید با انجام محاسبات، مدل تحت نیروهایی مانند گرانش و تنش های اولیه به تعادل برسد. دستور انجام محاسبات برای رسیدن به تعادل اولیه معمولا بوسیله کد Solve به نرم افزار داده می شود. البته بهتر است حد مشخصی برای ایجاد تعادل اولیه به نرم افزار داده شود که می توان آنرا بصورت زیر در فایل Geo.dat وارد کرد:
solve sratio 1e-5
عدد ۱e-5 بر اساس حداکثر مقدار نیروهای نامتعادل کننده در مدل در الگوی محاسبات عددی نرم افزار اعمال می شود که توضیح آن در حوصله این مطلب نمی گنجد.
حال با وارد کردن دستور فوق در فایل Geo.dat، کد اولیه لازم برای انجام محاسبات و دستیابی به تعادل اولیه آماده شده است. با Save کردن این فایل و رفتن به Run و Call  کردن این فایل بصورتی که قبلا توضیح داده شد، خواهید دید که نرم افزار باکسی برای انجام محاسبات باز خواهد کرد و پس از چند دقیقه با پایان یافتن محاسبات، نتایج قابل مشاهده است.

...

 

 

ذخیره سازی فایل نتایج در Flac:

برای جلوگیری از تکرار محاسبات و استفاده از نتایج بدست آمده در مراحل بعدی، می توانید نتایج کارهای انجام شده تا این مرحله را در بصورت یک فایل قابل فراخوانی در Flac ذخیره کنید. برای اینکار در انتهای کدهای نوشته شده در Geo.dat دستور زیر را اضافه کنید:

SaveGeo.sav

 

در آینده مراحل بعدی را بصورت زیر انجام خواهیم داد:
–    حفاری تونل
–    اعمال سیستم نگهداری

۱۸ دیدگاه

  • سلام. ممنون از مطالبتون.لطفا در مورد محاسبه تنش قائم بیشتر توضیح دهید. این تنش در چه عمقی محاسبه شد؟ یعنی ارتفاع * دانسیته* ۱۰ شده!!! ولی ارتفاع چنده؟ چرا تنشهای افقی تغییر میکند؟ منظورم var هست.خواهش میکنم سریعتر جواب من رابدهید.اگه مطلب خوبی دارید برام ارسال کنید

  • سلام.
    شما در هر ارتفاعی از مدل میتونید مقدار تنش قائم رو بدست بیارید و با مقدار دستی مقایسه کنید. کف، وسط و یا هر جای دیگه مدل. برای هر قسمت باید ارتفاع معادل با همون رو بذارید.
    تنش های افقی مرتبط با تنش های قائم هستند(از طریق ضریب K)، و چون تنش های قائم در راستای عمودی تغییر میکنند، تنش های افقی هم در راستای قائم تغییر خواهند کرد. واریانس تغییرات این تنش ها بشکل مضرب K در واریانس تنش های قائم خواهد بود.

  • ممنون که جواب دادید. در مورد ضریب k سوال داشتم. در این آموزش گفته شده فرضا k یک است. اما در آموزش دیگه ای (منظورم یک کتاب است)گفته شده ضریب رانش سنگ در حالت سکون ۲ است.
    ضریب رانش به جنس خاک و سنگ بستگی دارد؟
    قانون خاصی هست که بگه برای یک نوع خاک این ضریب چقدر باشه؟
    یا از اصول مکانیک خاک از زاویه اصطکاک باید استفاده بشه؟

  • سلام
    معمولا در مورد ضریب k نمیشه عدد دقیقی رو لحاظ کرد. مگر اینکه تست های تنش برجا در محدوده پروژه انجام بشن که بخاطر گرون بودن معمولا انجام نمیشن. برای در نظر گرفتن k توی خاک معمولا از همون رابطه معروف کسر سینوس زاویه اصطکاک از یک لحاظ میشه. برای سنگ هم گفته میشه که K از یک تا یک و نیم تغییر میکنه. البته یه رابطه هم بر اساس ضریب پواسن برای سنگ وجود داره:
    poi/1-poi
    روابط دیگه ای هم بر اساس عمق و … وجود دارند، اما بخاطر نادقیق بودن اونها در نهایت، معمولا در پروژه ها بین ضرایب ۰/۵، ۱ و ۱/۵ تحلیل حساسیت انجام میشه و بحرانی ترین حالت برای تحلیل انجام میشه

  • با سلام
    بس از اجرای دستور solve هیچ تغییری حاصل نشد. بس نتایج کجا باید خودشونو نشون بدن؟

  • سلام. اگر هیچ تغییری ایجاد نشد و شما پنجره Run رو اصلن ندیدید، یا فایل فراخانی شده شما مشکل داره، یا نرم افزارتون. چک کنید که در حین خوندن فایل توسط نرم افزار هیچ جا Error وجود نداشته باشه.

  • سلام. چطوری میتونم یک لاینر روی یک لاینر دیگه تعریف کنم؟ وقتی با تب structure و liner میخوام لاینر دیگه ای بسازم به جای لاینر قبل ذخیره میشه. از طرفی مدلم بزرگه و طوری هست که نمیتونم در قسمت کد نویسی لاینر رو تعریف کنم. امیدوارم منظورمو رسونده باشم.

  • سلام
    احتمال این هست که تنش های برجای عمودی رو اشتباه وارد کرده باشید. علامت تنش ها رو توی فایل Notpad چک کنید. علاوه بر این، مقدار تنش ها رو توی گراف های خروجی چک کنید.
    اگر مدلتون گود یا ترانشه هست و بعد از حفاری کف به بالا حرکت میکنه، این یه پدیده طبیعیه و بخاط اشکال مدل موهر-کلمب و الگوی عددی نرم افزاره.

  • سلام. متاسفانه این اشکال در Flac وجود داره. اما این مشکل رو میشه با تعریف interface حل کرد. به این شکل که بعد از تعریف لاینیگ اولیه، اینترفیس تعریف شده و بعد لاینیگ بعدی اضافه میشه.

  • با سلام
    ممنون از پاسختون
    بنده تنشها را ار ضرب ارتفاع خاک در دانسیته در گرانش بدست اورده و با علامت منفی وارد می کنم ولی جابه جایی ها مشکل دارد
    بنده سوال دیگری نیز دارم هنگامی که قرار است بر روی یک المان بیم خاک قرار گیرد این کار چطور باید انجام شود که خاک و المان تیر به هم اتصال خوبی داشته باشند؟ ایا از دستور اینرفیس استفاده شود؟
    ممنون

  • سلام
    اگر هنوز مشکل جابجایی ها در مدلتون حل نشده باشد کدهاتون روبرام بفرستید تا بررسی کنم.
    برای اتصال مناسب المان سازه ای و خاک اگر نیاز به کنترل رفتار اتصال دارید، راه حل استفاده از interface است. چون در این حالت پارامترهای رفتاری interface توسط شما قابل تغییر هستند.

  • با سلام
    بنده ارتفاع خاک را منهای دو تا زون کردم مثلا ۵۰ متر خاک دارم و زون های من ۱*۱ است ۵۰ را منهای ۲ کردم و جابجایی های من درست شد!!!!!!!!!!!!!
    بنده یک سوال داشتم از خدمتتون و اینکه برای مدلسازی دینامیکی چه منابعی مفبد است تا کاملا با مفاهیم اشنا بشوم و بتوانم مدلسازی کنم؟
    ممنون از شما بابت محبتی که دارین

  • با سلام
    بنده سوالی از خدمتتون داشتم و اینکه در مدلسازی تونل ها خصوصیات سطح مشترک ویا اینترفیس را چکونه باید بدست اورد؟

  • با سلام.
    تعیین خصوصیات اینترفیس قائده دقیقی نداره. چرا که رفتار اینترفیس در واقع بعنوان یک پوسته فرضی و غیر واقعی هست، که می تونه رفتار مکانیکی یا مقاومتی خاصی رو ارائه بده. در واقع مقدار پارامترهای سختی و مقاومتی پوسته عمدتاً علاوه بر خصوصیات سطح تماس دو المان، به نوع موضوع مسئله و روش تحلیل هم مرتبط هستند. اما بصورت اولیه، معمولا پارامترهای سختی معادل ده برابر سختی کوچکترین املن مش مجاور در نظر گرفته میشه. پارامترهای مقاومتی هم معادل پارامترهای جسم مجاور با پارامترهای مقاومتی کمتر لحاظ می شوند. برای مثال، برای سطح تماس بتن و خاک، پارامترهای خاک رو لحاظ میکنند.

  • سلام
    ممنون از کامنت شما دوست عزیز لطف میکنید
    سوالی که بنده دارم این است که در flac هنگامیکه از مدل رفتاری ss یا همان سخت شونده استفاده شود چه پارامترهایی را لازم دارد و اینکه مدول باربرداری را چگونه لحاظ می کند؟
    تشکر فراوان

دیدگاه بنویسید