Ứng dụng phương pháp phần tử rời rạc trong xây dựng

Xuất hiện từ những năm 1970, phương pháp Phần tử rời rạc không còn quá xa lạ trên thế giới, tuy nhiên vẫn còn rất mới ở Việt Nam. Bài viết này giới thiệu tổng quan về phương pháp, một số cơ sở khả năng ứng dụng của phương pháp này trong xây dựng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng phương pháp phần tử rời rạc trong xây dựngỨng dụng phương pháp phần tử rời rạc trong xây dựngApplications of Discrete Element Method in Construction Phan Thanh Lượng Tóm tắt 1. Giới thiệu chung Xuất hiện từ những năm 1970, Từ trước tới nay, ở Việt Nam, khi nói đến các phương pháp số trong xây dựng, người ta thường nghĩ ngay đến phương pháp Phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM), phương pháp Phần tử rời rạc không một phương pháp được sử dụng rất rộng rãi trong việc tính toán kết cấu công trình,còn quá xa lạ trên thế giới, tuy nhiên nền móng cũng như lập biện pháp thi công. Ngoài ra, một số phương pháp khác cũng vẫn còn rất mới ở Việt Nam. Ban được đề cập đến như các phương pháp Sai phân hữu hạn (Finite Difference Method - đầu, phương pháp này được đưa ra FDM, Phần tử biên (Boundary Element Method - BEM), Thể tích hữu hạn (Finite Volume để sử dụng cho mô hình hóa đá nứt Method - FVM),… Điều này hoàn toàn có thể giải thích bởi về cơ bản, toàn bộ các lý nẻ nhưng hiện tại đã được ứng dụng thuyết tính toán hiện nay đều dựa trên nền tảng của các môn học cơ học kết cấu và sức rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác bền vật liệu mà xuất phát điểm của chúng là các lý thuyết của cơ học môi trường liên nhau của xã hội. Bài báo này giới tục với các giả thiết như: “Vật liệu có tính chất liên tục, đồng nhất và đẳng hướng” hay thiệu tổng quan về phương pháp, “Chuyển vị, biến dạng của vật thể là vô cùng bé so với kích thước của vật thể” [1]. Trong một số cơ sở khả năng ứng dụng của phần lớn các trường hợp thì các giả thiết này là chấp nhận được, việc tính toán không phương pháp này trong xây dựng. gây sai số đáng kể. Tuy nhiên trong một số trường hợp như sự làm việc của các cấu kiện Từ khóa: phương pháp số, phương pháp lắp ghép, của kết cấu gạch đá (đặc biệt là gạch đá không vữa) hay tương tác giữa cọc và Phần tử rời rạc đất nền thì tính liên tục, đồng nhất không đảm bảo, hay các chuyển vị, góc xoay là đáng kể, việc sử dụng các phương pháp liên tục như trên không còn chính xác nữa. Khi đó, phương pháp Phần tử rời rạc (Discrete Element Method - DEM) là một gợi ý. Abstract Được đề xuất bởi P.A. Cundall từ những năm 1970 [2][3], phương pháp Phần tử Since 1970s, Discrete Element Method rời rạc không còn xa lạ trên thế giới tuy nhiên vẫn còn rất mới với Việt Nam. Ban đầu, has been familiar in the world, but phương pháp này được đưa ra để ứng dụng trong cơ học đá, mô hình hóa tính toán đá still a new issue in Vietnam. Firstly, the nứt nẻ. Dần dần, các lý thuyết của hệ phương pháp này càng hoàn thiện và phát triển và method is use for simulation fractured tính ứng dụng của nó cũng được mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác nhau. Đồng thời, với rock system widely applied in many sự phát triển của khoa học máy tính, việc ứng dụng phương pháp ngày càng trở nên dễdifferent fields. The paper gives a general dàng hơn. introduction about the method, its basis 2. Tổng quát về phương pháp phần tử rời rạc and applications in construction. Về khái niệm, phương pháp Phần tử rời rạc là một phương pháp số xét miền phân Key words: numerical methods, Discrete tích là một tập hợp các phần tử riêng rẽ có tương tác qua lại giữa các phần tử. Sự Element Method khác nhau cơ bản giữa một mô hình rời rạc với các mô hình liên tục ở trên là trong quá trình tính toán, giữa hai phần tử bất kỳ có thể có hoặc không có tiếp xúc/liên kết. Thông thường, quá trình tính toán một mô hình rời rạc diễn ra như sau: + Xác định thời gian tính toán T và chia thành các bước ∆t đủ nhỏ. + Tại thời điểm ban đầu t = 0, xác định vị trí và trạng thái của các phần tử, sau đó kiểm tra và xác định sự tiếp xúc giữa các phần tử, nếu phát hiện hai phần tử có tiếp xúc với nhau thì tiến hành tính toán lực tiếp xúc giữa chúng. Các lực tiếp xúc này có thể sẽ làm ...