Mô phỏng tương tác đất - cọc - đài (SSI) bằng PLAXIS 3D: Các lưu ý cốt lõi

Mô phỏng tương tác đất nền - kết cấu (Soil-Structure Interaction - SSI) là chìa khóa để đánh giá chính xác biến dạng của công trình ngầm, tường vây hố đào, và hệ cọc chịu tải ngang. Nếu bỏ qua SSI, nội lực kết cấu tính được thường sẽ lớn hơn thực tế, dẫn đến thiết kế lãng phí, hoặc ngược lại, đánh giá sai độ lún lệch gây nguy hiểm.

Trong PLAXIS, tương tác giữa đất nền và bề mặt kết cấu (ví dụ: cọc bê tông, tường barrette) được mô hình thông qua phần tử Interface:

• Hệ số R_inter: Đây là tham số quan trọng nhất, thể hiện sự suy giảm cường độ ma sát tại bề mặt tiếp xúc so với đất nền nguyên trạng. Đối với bê tông đổ tại chỗ (như cọc khoan nhồi, tường vây), Rinter thường lấy từ 0.9 đến 1.0. Đối với cọc ép, cọc đóng mặt nhẵn, Rinter có thể giảm xuống 0.65 - 0.7.
• Bề dày ảo của Interface: PLAXIS sử dụng một chiều dày ảo (Virtual thickness) để tính toán độ cứng của giao diện. Mặc định phần mềm sẽ tự tính, tuy nhiên cần kiểm tra kỹ trong các bài toán lún để tránh lỗi nội suy lưới.

Việc chọn mô hình đất quyết định độ tin cậy của bài toán biến dạng:

• Mohr-Coulomb (MC): Đơn giản, dễ tìm thông số đầu vào. Tuy nhiên, MC sử dụng một module biến dạng không đổi E, dẫn đến thường đánh giá quá cao độ lún ở xa khu vực chịu tải (như lún do đào hố móng).
• Hardening Soil (HS): Mô hình lý tưởng cho bài toán hố đào sâu và móng bè. HS xét đến tính phi tuyến của đất và phân biệt module biến dạng khi dỡ tải/tái gia tải (Eur), giúp dự báo biến dạng phình trồi móng chính xác hơn rất nhiều so với MC.