Parametrisch ontwerpen met Plaxis
Parametrisch ontwerpen met Plaxis is een moderne ontwerpbenadering waarbij geotechnische berekeningen niet langer worden uitgevoerd als een reeks losse, statische modellen, maar als een flexibel, automatisch gegenereerd geheel van varianten. Door parameters, zoals wanddiepte, ankerposities, grondparameters of belastingen, systematisch te variëren, kunnen ontwerpers in korte tijd tientallen varianten of scenario’s doorrekenen, analyseren en optimaliseren. Het resultaat is een sneller, beter onderbouwd en data-gedreven geotechnisch ontwerp, met meer inzicht in gevoeligheden, ontwerprisico’s en kostenoptimalisaties. Dit sluit direct aan op onze workflows waarin we Plaxis automatiseren met Python.
Onze parametrische workflows passen we toe in uiteenlopende waterbouwkundige en geotechnische projecten, zoals funderingen, bouwputten, sluizen, damwanden, kademuren, tunnels en ophogingen. Wij bouwen aan de toekomst van geotechnisch ontwerpen door geautomatiseerde ontwerpstrategieën toe te passen binnen Plaxis.
Daarnaast worden in Plaxis met Python geautomatiseerde parametervariaties en optimalisaties met feedbackloops uitgevoerd. Geo-ingenieurs tilt geotechnisch ontwerpen naar een hoger niveau door parametrisch te ontwerpen met Python en Plaxis en zo volledig geautomatiseerde workflows te realiseren.
Voordelen van parametrisch ontwerpen met Plaxis
Geotechnische constructies zijn gevoelig voor onzekerheden in grondparameters, belastingen en uitvoeringsfaseringen. Een traditioneel Plaxis-model bevat daarom vaak slechts één mogelijke ontwerpsituatie, terwijl het ontwerp in werkelijkheid sterk afhankelijk is van variaties van ontwerpparameters. Met parametrisch ontwerpen wordt dit fundamenteel anders. Het resultaat van variatie in onderstaande parameters kunnen onderzocht worden. Alle geometrische en sterkte eigenschappen van damwanden en ankers kunnen gevarieerd worden, evenals alle grondparameters.
Zo kan onderzocht worden wat het effect is van variatie van deze parameters op alle snedekrachten, verplaatsingen en ankerkrachten. Zo kan onderzocht worden welke ontwerpvariant constructief én economisch het meest efficiënt is.
Geautomatiseerde parametervariatie en optimalisatie
Geo-ingenieurs heeft in-house een software-applicatie ontwikkeld in Python. Deze oftware-applicatie bevat een hypercomplex algoritme met dynamische feedbackloops waarmee Plaxis-berekeningen iteratief kunnen worden uitgevoerd. Tijdens elke iteratie wordt een invoerparameter automatisch aangepast, waardoor snedekrachten, verplaatsingen en ankerkrachten volledig geautomatiseerd kunnen worden geanalyseerd en geoptimaliseerd. Dit maakt het mogelijk om met Plaxis volledig geautomatiseerde modeloptimalisaties uit te voeren.
Er kan worden gevarieerd in:
– Damwandniveau
– Damwandeigenschappen
– Ankerniveau
– Ankereigenschappen
– Ankervoorspanning
– Grondparameterset
– Belastingniveau
– Niveau van ontgraving of ophoging
– Waterstanden
Daarnaast kunnen individuele grondparameters worden gevarieerd, waaronder:
– Sterkteparameters
– Stijfheidsparameters
– Overige parameters, zoals Rinter, K0, doorlatendheid, volumiek gewicht, etc.
Er wordt een illustratief figuur opgeleverd waar het effect van de variatie in de parameter op de snedekrachten en verplaatsingen inzichtelijk wordt gemaakt.
Toepassingen van parametrisch ontwerpen in de geotechniek
Met de resultaten kan bepaald worden:
- Welke varianten voldoen aan alle toetsingen
- Welke variant de laagste snedekrachten en verplaatsingen geeft
- Welke variant de laagste kosten heeft
- Welke variant het meest robuust is bij parameteronzekerheden
Parametrisch ontwerpen is bijzonder waardevol bij projecten waarbij navolgende parameters belangrijk zijn:
- Optimale wanddiepte en damwandprofiel
- Optimale ankerhoogte en ankervoorspanning
- Gevoeligheid van grondparameters
- Gevoeligheid van waterniveau's en ontgravingsniveau's
Voordelen van parametrisch ontwerpen in de geotechniek
- Er wordt een enorme tijdwinst behaald
- Er wordt een optimale variant gepresenteerd
- Er wordt een gevoeligheidsanalyse gepresenteerd
- De robuustheid wordt onderzocht
- Ontwerpkeuzes zijn onderbouwd met data
- Parametrisch ontwerpen sluit perfect aan op probabilistisch ontwerpen en risicoanalyses
De toekomst van geotechnische modellering
Parametrisch ontwerpen is de toekomst van geotechnische modellering. Software, data en automatisering gaan het werk van geotechnisch ingenieurs fundamenteel veranderen. Parametrisch ontwerpen is hierin een van de grootste stappen, omdat er sneller een geoptimaliseerde ontwerpvariant verkregen wordt, en inzicht in gevoeligheid en variatie van alle ontwerpparameters verkregen wordt.
Ontdek hoe parametrisch ontwerpen uw project sneller, nauwkeuriger en efficiënter maakt. Neem contact op met Geo-ingenieurs voor ondersteuning of advies.