آموزش مدل کردن خاک در اباکوس به صورت تصویری
در این پست بنابر درخواست زیاد مخاطبان پرتال جامع مهندسی عمران آموزش مدل کردن خاک در اباکوس را به صورت تصویری تهیه نموده ایم.
توجه : برای دانلود ویدیو آموزش نرم افزار اباکوس با مدلسازی یک مثال کاربردی اینجا کلیک کنید.
با توجه به اینکه نرم افزار آباکوس بیشتر برای مدل سازی جامدات استفاده می شود، در این آموزش خاک ماسه ای خشک متراکم با درصد تراکم حدود 75 درصد را که در واقع یک مصالح متخلخل می باشد را مدل سازی نموده ایم. هدف از این آموزش تعریف خصوصیات مختلف مصالح خاک در اباکوس می باشد به صورتی که نرم افزار بهترین شناخت را از مصالح متخلخل خاک داشته باشد.
ابعاد مد نظر برای نمونه خاک ماسه ای 1 متر در 1 متر می باشد. برای تعریف مصالح خاک در اباکوس در ماژول Part بر روی آیکون Create Part کلیک کنید و تنظیمات پنجره باز شده را مطابق تصویر زیر اعمال نمایید.
توجه داشته باشید که Approximate size صرفا ابعاد محیط کاری شما را مشخص می کند که در این آموزش ابعاد محیط کاری را 2 متر در نظر گرفته ایم. برای اشنایی با واحد پارامترهای مختلف در آباکوس، پست اشنایی با واحد در آباکوس را مطالعه نمایید تا دید مناسبی نسبت به واحد پارامترهای مختلف داشته باشید.
در صفحه Sketch بر روی آیکون (Create Lines : Rectangle (4 Lines کلیک کنید. در Prompt Area ابتدا مختصات 0,0 را وارد کنید و Enter بزنید.
سپس مختصات 1,1 را وارد کنید و مجدد Enter را بزنید. در ادامه در Prompt Area بر روی Cancel procedure و سپس Done کلیک کنید.
برای تعریف مصالح خاک، به ماژول Property مراجعه کنید و بر روی ایکون Create Material کلیک کنید. نام مصالح را Sand Material در نظر بگیرید و از منو General مورد Density را انتخاب کنید.
مقدار چگالی خاک را 1700 کیلوگرم بر متر مکعب وارد نمایید. توجه داشته باشید که این مقدار چگالی متناظر با درصد تراکم 75 درصد می باشد.
در ادامه از منو Mechanical مورد Elasticity و سپس Elastic را انتخاب نمایید. مدول یانگ خاک را برابر 75 مگاپاسکال و ضریب پواسون را 0/3 وارد کنید.
سپس از منو Mechanical مورد Plasticity و سپس Mohr Coulomb Plasticity را انتخاب کنید و مقادیر را مطابق تصاویر زیر وارد کنید.
توجه داشته باشید که مقدار زاویه اتساع را تحت هیچ شرایطی برابر صفر در نظر نگیرید چرا که احتمال بروز خطا به هنگام انالیز مدل وجود دارد.
همچنین منظور از Cohesion Yield Stress در واقع چسبندگی خاک می باشد که چون خاک ماسه ای می باشد چسبندگی کمی برابر 100 پاسکال برای آن در نظر گرفته ایم. توجه داشته باشید که اگر این مقدار چسبندگی حتی برای خاک های دانه ای برابر صفر در نظر گرفته شود به هنگام انالیز، مدل شما دچار خطا می شود.
منظور از Abs Plastic Strain قدر مطلق کرنش پلاستیک می باشد که مقدار آن برای مقدار چسبندگی خاک برابر صفر در نظر گرفته می شود.
در ماژول Assembly بر روی Create Instance کلیک کنید و در پنجره باز شده Sand را انتخاب کنید و بر روی Ok کلیک کنید.
در ادامه به منظور تعریف نسبت تخلخل خاک ( نشانه خلاء ) و همچنین تنش ژئواستاتیک در ماژول Load بر روی Create Predefine Field کلیک کنید.
در پنجره باز شده نام را Geostatic Stress بگذارید و از بخش Mechanical مورد Geostatic Stress را انتخاب کنید و بر روی Continue کلیک کنید.
در Prompt Area تیک مربوط به Create Set را بردارید و با انتخاب پارت مربوط به خاک بر روی Done کلیک کنید.
در پنجره باز شده مقادیر را به صورت تصویر زیر وارد کنید.
توجه داشته باشید که برای محاسبه تنش ژئواستاتیک نمونه خاک در اباکوس از رابطه زیر استفاده می شود.
تنش = وزن مخصوص x ارتفاع + فشار سربار
منظور از ارتفاع، فاصله از سطح خاک می باشد. با توجه به اینکه محور های مختصات در گوشه پایین سمت چپ نمونه قرار دارد برای دو تراز مشخص از خاک مقدار تنش ژئواستاتیک را به نرم افزار اعمال می کنیم و نرم افزار به صورت اتوماتیک با درون یابی و برون یابی برای ترازهای دیگر خاک این مقدار تنش را محاسبه می کند.
برای سطح بالایی خاک که فاصله قائم آن از محورهای مختصاتی برابر یک متر می باشد مقدار تنش ژئواستاتیک برابر صفر و برای سطح پایینی خاک که فاصله آن از محورهای مختصاتی برابر صفر متر می باشد مقدار تنش ژئواستاتیک به صورت زیر محاسبه می شود که باید دقت داشته باشید که مقدار آن در نرم افزار به صورت منفی وارد شود.
1700 x 9.81 + 0 = 16677 Pa
فشار جانبی خاک نیز برای خاک ماسه ای از رابطه زیر محاسبه می شود.
Ko = 1 – sin 40 = 0.255
در ادامه قصد داریم نسبت تخلخل خاک را به نرم افزار اعمال کنیم. به این منظور در ماژول Load بر روی Create Predefine Field کلیک کنید. سپس نام آن را Void Ratio بگذارید و از بخش Other مورد Void ratio را انتخاب و بر روی Continue کلیک کنید. نمونه خاک را انتخاب کنید و Enter بزنید.
در پنجره باز شده مقدار نسبت تخلخل را 0/4 در نظر بگیرید.
از اینکه با آموزشی دیگر با ما همراه بودید سپاسگذاریم. شما می توانید سوالات احتمالی در رابطه با این آموزش را از بخش نظرات با ما در میان بگذارید.
توجه : برای دانلود ویدیو آموزش نرم افزار اباکوس با مدلسازی یک مثال کاربردی اینجا کلیک کنید.
