Zoeken in deze site

Numerieke aspecten - Uitvoeren eindige elementen analyse

Rekentolerantie

Met het stellen van een eis aan de rekentolerantie, oftewel de grootte van de toelaatbare fout in het niet-lineaire numerieke rekenproces, kan de betrouwbaarheid van het berekenings- proces onder controle worden gehouden. In eindige elementen wordt over het algemeen een standaardwaarde aangehouden; in PLAXIS is de toelaatbare fout standaard op 1% gesteld.

Als het berekeningsproces in een rekenstap niet lekker loopt, dan kan het noodzakelijk zijn om een grotere rekentolerantie aan te houden om deze rekenstap toch te kunnen doorrekenen. Het is niet in algemene termen te beantwoorden of dit acceptabel is of niet. Wel wordt gesteld dat de gebruikte rekentoleranties bij de verslaglegging van de analyse vastgelegd dienen te worden. En bij voorkeur dient te worden uitgezocht waarom een betreffende rekenstap problemen oplevert bij de berekeningen.

Mogelijke oorzaken voor een benodigde hogere rekentolerantie kunnen invoerfouten zijn of mechanische gevoeligheden, zoals een te lage horizontale gronddrukcoëfficiënt (K0) of lokale instabiliteiten. Invoerfouten zijn niet te accepteren, terwijl locale instabiliteiten soms wel toelaatbaar zijn.

Arc-length controle

Arc-length controle is een middel om een betrouwbare en convergerende bezwijkbelasting te verkrijgen als een belastinggestuurde analyse (plastische berekening en sterkte-reductie) uitgevoerd wordt. Als deze optie uitstaat, dan kan dit leiden tot convergentieproblemen als het grondlichaam dichtbij bezwijken zit (bijvoorbeeld in opdrijfsituaties). Het gebruik van deze optie kan echter incidenteel tot spontane ontlasting leiden, zelfs als het grondlichaam nog ver van bezwijken is.

Mochten er in de belastingfase numerieke problemen ontstaan en duidelijk worden dat de betreffende rekenfase niet tot een bezwijksituatie leidt, dan wordt geadviseerd om de arc-length controle optie uit te zetten. Dit levert doorgaans een stabieler rekenproces op. In principe dient de waterkering deze belastingen te kunnen dragen en is de opschalings- en terugschalingsprocedure van de krachten niet wenselijk. In het vervolg is voor elke rekenfase aangegeven wanneer arc-length controle in principe toegepast moet worden.

Tension cut-off

Wanneer een geringe cohesie wordt toegestaan, dan kunnen er in gebieden met lage spanningen (vlak onder het maaiveld, in de opdrijfzone) trekspanningen optreden. Dit is voor grond niet realistisch. In de numerieke analyse kan dit leiden tot zogenaamde apex punten. Problemen hieromtrent kunnen worden voorkomen door het toepassen van de zogenoemde tension cut-off. Hierbij wordt een aanvullend vloeicriterium gehanteerd dat geen trekspanningen toelaat en waardoor ook geen apex punten meer kunnen optreden en dus een realistischer beeld geeft van het grondgedrag.

Apex punten dienen in de rapportage te worden geanalyseerd. Indien zij op een te verwachte locatie worden aangetroffen, dan hoeft niet per definitie actie te worden ondernomen. Indien lokale instabiliteiten door trekspanningen niet bepalend zijn voor de globale stabiliteit, bijvoorbeeld bij een lokaal steile helling, dan is het uitzetten van de tension cut-off een optie. In het vervolg van dit hoofdstuk is voor elke rekenfase aangegeven wanneer tension cut-off toegepast kan worden.

Bron

Analyse Macrostabiliteit Dijken met de Eindige Elementen Methode (1202121-012)

Hoofdstuk
Uitvoeren eindige elementen analyse
Auteur
Bakker H., J. Breedeveld, H. Teunissen
Organisatie auteur
Deltares
Opdrachtgever
Rijkswaterstaat Waterdienst
Verschijningsdatum
December 2011
PDF

Over versie 1.0: 29 juni 2018

Tekst is letterlijk overgenomen uit brondocument.