圍壓
關注創建者：戰斗部 創建時間：2021-02-02
圍壓的視頻教程
LS-DYNA軸壓和圍壓下霍普金森壓桿SHPB動態壓縮模擬
采用LS-DYNA軟件進行軸壓和圍壓下霍普金森壓桿SHPB動態壓縮模擬，建模采用ANSYS19.0經典界面，后續導出K文件進行關鍵字設置。
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不同軸壓和圍壓下的SHPB壓縮模擬
本視頻通過LS-DYNA模擬不同軸壓和圍壓下霍普金森壓桿SHPB動態壓縮，包括建模過程，軸壓和圍壓的施加過程，參數賦值等后處理，模擬試樣破壞，講解詳細，附件提供k文件。
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ANSYS/LS-dyna霍普金森壓桿SHPB沖擊壓縮-考慮圍壓及復合巖層沖擊
基于Ansys/LS-dyna動靜組合加載，復合巖石、巖石混凝土復合層、金屬材料SHPB分離式霍普金森壓桿模擬全過程視頻講解。 本課程模型包含子彈，整形器，桿，試件，對于單軸沖擊壓縮，圍壓加載，復合巖石沖擊。 應力應變曲線，應變率求解，三波法驗證等后處理操作步驟。 shpb專題手冊，包含軟件全部功能的講解，以shpb為例！
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圍壓的實例教程
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圍壓P=8MPa
圍壓P=0MPa
有個困惑就是，做試驗可以獲得不同圍壓下土體的最大剪切模量，以及剪切模量比與剪應變，阻尼比和剪應變的曲線，然后根據不同圍壓與最大剪切模量的關系就知道了公式中的k和n，做模擬的時候，在材料屬性輸入k,n,v,w，關鍵字中輸入各土體單元的震前圍壓，剪切模量比，阻尼比，最大剪應變。如果假定震前圍壓為100，那在迭代過程用所用到的剪切模量比與剪應變及阻尼比的曲線就是100kpa所對應的曲線。但是如果考慮震前圍壓，就是先做靜力分析求出各單元的有效應力作為關鍵字輸入中的第一列，那這樣的話基本一層土是一個應力，也就是一層土一種圍壓，一種圍壓對應一個最大剪切模量和關系曲線，迭代的時候不可能取每層土對應圍壓的下土體的關系曲線，那么要用哪個圍壓下的關系曲線？對于正常固結土，最大的圍壓是密度*g*h，做土力學實驗獲得以上關系曲線是根據土體深度來加的圍壓，那如果現在土體密度是2，模擬土體厚度為60m，最大圍壓就是1200kpa，迭代的時候要用圍壓1200kpa對應的關系曲線嗎？可是考慮靜應力之后，每層土一個圍壓，只有最下層土體圍壓才是1200
展開 圖11不同裂紋傾角下的無量綱T應力
由圖11可以看出，T應力會隨著裂紋傾角的 增加而增加，在裂紋傾角達到約45°時由負值達 到0值．在裂紋傾角小于45°時，T應力會隨c/Ｒ 值的增大而增大，而在裂紋傾角大于45°時，T應力會隨c/Ｒ值的增大而減小．以裂紋傾角為45°，c/Ｒ=0.4的情況下對數值模型施加圍壓，為避免圍壓過高導致裂紋面接觸產生壓剪破壞情況，圍壓值控制在1～10 MPa，并在每次改變圍壓時對 應力強度因子和T應力分別進行提取．裂紋尖端 應力強度因子以及T應力的無量綱數值隨圍壓 變化的關系曲線如圖12～13所示．
圖12不同圍壓下的無量綱應力強度因子
圖13不同圍壓下的無量綱T應力
由圖12～13可以看出，隨著圍壓的增大，Ⅰ 型應力強度因子逐漸減小，代表裂紋面壓縮程度 提高，而Ⅱ型應力強度因子也逐漸減小，但圍壓對兩者影響很小，而T應力會隨著圍壓的增大而 增大．
展開 【圖四】帶圍壓的壓縮模型（右側）、選擇平面應變單元，對比模型圍壓的影響。
曾經在課程中說過CDP的本構模型，重點提到了本構的靜水壓力相關性，但并沒有給出直觀的對比曲線，所以大家印象不深刻，還是會提出諸如：為什么單元應力比定義的屈服強度還大的問題。
結論：
該模型每增加2MPa圍壓，混凝土強度增加近10MPa，因此圍壓對CDP材料的屈服強度有極大影響。在復雜的工況作用下，單元往往都會收到周邊混凝土或鋼筋的限制，因此超過單軸抗壓強度也就不足為怪了。
正因為CDP模型對圍壓極其敏感，很多小伙伴會發現單元的應力應變曲線在后期會出現增大的現象，為了應征這一點，大家可以查看單元應力輸出中的Pressure組合量的變化趨勢。
不知道大家是否能回答最開始的那幾個問題了？最后發布一條訊息：POLARIS_CDP插件升級到V2.3版本，更新內容如下：
極限應力改為峰值應力，并將其默認值顯示在輸入框中，且會將隨彈性模量和強度的變化而變化；
應力應變曲線不與損傷數據一起截斷，取截斷應力為峰值應力的百分之一；
規范生成失敗的提示信息。
修改的內容不影響原有插件使用，主要提高插件的適應性和友好性，需要更新的小伙伴請盡快和我聯系（需提供購買渠道和信息）。
展開 【圖四】
帶圍壓的壓縮模型（右側）、選擇平面應變單元，對比模型圍壓的影響。
曾經在課程中說過CDP的本構模型，重點提到了本構的靜水壓力相關性，但并沒有給出直觀的對比曲線，所以大家印象不深刻，還是會提出諸如：為什么單元應力比定義的屈服強度還大的問題。
結論：
該模型每增加2MPa圍壓，混凝土強度增加近10MPa，因此圍壓對CDP材料的屈服強度有極大影響。在復雜的工況作用下，單元往往都會受到周邊混凝土或鋼筋的限制，因此超過單軸抗壓強度也就不足為怪了。
正因為CDP模型對圍壓極其敏感，很多小伙伴會發現單元的應力應變曲線在后期會出現增大的現象，為了印證這一點，大家可以查看單元應力輸出中的Pressure組合量的變化趨勢。
不知道大家是否能回答最開始的那幾個問題了？最后發布一條訊息：POLARIS_CDP插件升級到V2.3版本，更新內容如下：
極限應力改為峰值應力，并將其默認值顯示在輸入框中，且會將隨彈性模量和強度的變化而變化；
應力應變曲線不與損傷數據一起截斷，取截斷應力為峰值應力的百分之一；
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下載地址：2010規范用C50混凝土損傷塑性本構關系數據
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代碼實現了從初始圍壓保載到分級徑向加載，再到不同波形動力擾動的全過程模擬，邏輯嚴密，注釋清晰。
代碼集成了四種極具科研價值的加載工況，用戶可一鍵切換：
分級靜力加載：模擬深部巖體開挖過程中的應力重分布。
圍壓保載+徑向分級加載：嚴格模擬實驗室雙軸試驗過程，實現穩定的應力控制。
等效應力 σ? = σ? - μ(σ? + σ?)
σ?、σ?、σ?為主應力，μ 為泊松比
適用場景：脆性材料在單向壓縮或受約束的拉伸情況下（如混凝土受壓、巖石受圍壓），實際應用較少。
ANSYS 中表達式：s1-0.3*(s2+s3)
3.
真三軸圍壓及假三軸圍壓時的霍普金森拉桿拉桿測試
7. 其他動態沖擊力學方面的應力應變測試
適于低圍壓下混凝土單調、往復和動力荷載下的計算；</p><p>5. 是非相關多軸硬化塑性和各向同性線性損傷模型的綜合，用于描述由于混凝土斷裂引 起的不可恢復的損傷；</p><p>6. 允許循環加載過程中用戶對于剛度恢復進行控制；</p><p>7. 可定義與應變速率的相關性；</p><p>8. 應用粘性系數修正，可提高軟化階段的收斂效率；</p><p>9. 要求材料的彈性行為應為各向同性且為線性的。
式中：E50ref為對應參考圍壓σref時的E50模量；σ3為第三主應力；c為黏聚力；φ為摩擦角；m為與土體性質有關的冪指數。
式中：Eurref為對應參考圍壓σref時的Eur模量。
式中：σ1為第一主應力；f為處于破壞時的狀態；Rf為破壞比。
LS-DYNA巖石循環爆破/重復起爆-完全重啟動技術
https://www.yqgqt.org.cn/video/c174819
否
LS-DYNA水壓爆破試驗復現-三維水耦合巖石爆破
https://www.yqgqt.org.cn/video/c176743
否
LS-DYNA軸壓和圍壓下霍普金森壓桿
同樣以圖3所示的50米跨和100米跨的對撐為例進行在250kN/m圍壓下的穩定分析，采用abaqus和sap2000兩款有限元軟件進行二階分析;采用三種算法來比較計算長度系數和面外偏心距的不同取值求得的應力。
3 靜三軸壓縮試驗驗證
靜三軸壓縮試驗與【Duncan-Chang雙曲線模型的材料參數(Hyperbolic Material Model)】中描述的試樣相同，取自1#尾粉土，圍壓Sigma3分別為100kPa, 200kPa, 300kPa和400kPa。從圖中可以看出，沒有明顯的應變軟化趨勢，IB的值趨于0，因而可以推斷出尾粉土的靜態液化可能性不大。
圖2 尾砂應力柱狀圖
Fig.2 Tailings stress histogram
由圖2可知,在圍壓為100、200和300 kPa的條件下,7次循環后加固尾砂峰值應力分別是原狀尾砂的1.76、1.56和1.46倍。
圖12不同圍壓下的無量綱應力強度因子
圖13不同圍壓下的無量綱T應力
由圖12～13可以看出，隨著圍壓的增大，Ⅰ 型應力強度因子逐漸減小，代表裂紋面壓縮程度 提高，而Ⅱ型應力強度因子也逐漸減小，但圍壓對兩者影響很小，而T應力會隨著圍壓的增大而 增大．
