巖土力學(xué)仿真的案例
離散元pfc巖土力學(xué)仿真應(yīng)用技術(shù)
PFC巖土力學(xué)仿真核心技術(shù)應(yīng)用案例.doc
詳細文件可以看附件。
大概內(nèi)容：
一、離散單元法及PFC基本原理
二、PFC5.0基礎(chǔ)：簡單的數(shù)值建模與分析
三、FISH語言：邁向高級模擬的必備技巧 實例分析 三軸試驗的模擬與分析 散粒體各向異性力學(xué)性質(zhì)分析手段與技術(shù)
四、高級模擬：復(fù)雜數(shù)值模型技巧與分析 實例分析 巖石破裂的聲發(fā)射模擬與數(shù)學(xué)分析 顆粒形狀對其力學(xué)性質(zhì)的影響與分析 等效巖體技術(shù)與應(yīng)用實例
五、高級應(yīng)用Ⅰ：流固耦合與離散-連續(xù)耦合分析 實例分析 DARCY滲流實例分析 PFC-FLAC耦合實例分析 樁-土相互作用的離散連續(xù)耦合實例分析
六、高級應(yīng)用Ⅱ：巖土基本力學(xué)性質(zhì)研究
5.1 基本數(shù)值試驗
5.2 土的強度與應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系分析：真三軸試驗?zāi)M
5.3 顆粒破碎模擬分析
5.4 巖石破裂試驗?zāi)M分析
5.5 循環(huán)單元試驗中荷載與排水條件的控制
5.6 巖土各向異性力學(xué)性質(zhì)與組構(gòu)發(fā)展分析
七、高級應(yīng)用Ⅲ在工程實踐中的應(yīng)用分析 實例1：堆石壩碾壓工程模擬分析
實例2：邊坡工程模擬分析
實例3：地下工程模擬分析
實例4： 建筑結(jié)構(gòu)地震倒塌模擬分析
電話：13522797150
吳熠燦
展開 常規(guī)巖土力學(xué)試驗主應(yīng)力組成分析與疲勞仿真驗證
摘 要：本研究通過數(shù)值計算和室內(nèi)實驗仿真的方式開展了對常規(guī)巖土力學(xué)試驗主應(yīng)力組成分析與疲勞荷載的研究。進行了常規(guī)巖土力學(xué)試驗的仿真，并得出了主應(yīng)力分布特點。通過建立疲勞仿真計算模型，對試件進行疲勞仿真驗證，針對四組不同算例對試件的疲勞荷載進行模擬分析。通過研究得出不同主應(yīng)力組合對試件的疲勞荷載有著一定影響。
關(guān)鍵詞：常規(guī);試驗;疲勞;組成分析;主應(yīng)力;巖土力學(xué);
1 常規(guī)巖土力學(xué)仿真中的主應(yīng)力分布特點
為實現(xiàn)對巖土力學(xué)試驗的仿真，開展研究前，引進Mohr-Coulomb（莫爾-庫倫強度理論）、Drucker-Prager(DP準(zhǔn)則），將其作為參照，進行巖土材料在力學(xué)性能試驗中應(yīng)力分布的研究[1]。
在此過程中，Mohr-Coulomb理論提出，材料發(fā)生破壞行為，大多屬于剪切破壞，在此種條件下，破壞面上存在剪應(yīng)力，而對應(yīng)的剪應(yīng)力可以用法向應(yīng)力函數(shù)表示，表達式如下：
式中：τf代表材料發(fā)生破壞時，破壞面上的剪應(yīng)力；f（σ）代表法向應(yīng)力函數(shù)。根據(jù)上述函數(shù)，可以確定巖土材料的莫爾破壞包絡(luò)線，如圖1所示。
圖1 巖土材料的莫爾破壞包絡(luò)線
圖1中，A、B代表破壞面的兩個莫爾圓；O1、O2代表兩個任意點莫爾圓半徑；M、N代表破壞面的垂直包絡(luò)線[2]。設(shè)定一個參數(shù)為巖土材料的屈服系數(shù)，將其表示為Q,Q的計算可以通過下述公式得到。
式中：Q代表屈服系數(shù)；O1代表任意點莫爾圓半徑；O1M代表圓心到包絡(luò)線距離。根據(jù)實際情況，應(yīng)明確Q的取值在0～1之間，當(dāng)計算后發(fā)現(xiàn)Q的值>1時，說明在此種條件下，巖土材料樣件已在法向應(yīng)力作用下，達到了屈服破壞程度。
在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，參照DP準(zhǔn)則，進行巖土材料屈服應(yīng)力的分析，在此過程中，可以將巖土材料的樣件假設(shè)為一個三維模型，模型在三個方向的主應(yīng)力構(gòu)成三維應(yīng)力空間[3]。
展開 巖土力學(xué)中的塑性流動仿真與分析
為了保證巖土工程建設(shè)的安全性，在施工時要求具有特定地基和結(jié)構(gòu)加固。實地測試的成本極高，因此仿真就顯得非常實用，甚至必不可少。人們開發(fā)了很多數(shù)值模型來深入研究土壤行為。在這里，我們將向您介紹 COMSOL Multiphysics 中用于研究土壤的運用最為普遍的模型，及對隧道開挖實例進行分析。
巖土工程快速入門
建筑界普遍存在這樣一個趨勢：海上結(jié)構(gòu)物建造的水域越來越深；建筑物之間的距離越來越近；海上風(fēng)力發(fā)電機建造在離海岸很遠的深海中，這使其可能面臨著極其嚴(yán)苛的負載條件。因此，近幾十年來，巖土工程師開發(fā)了多種數(shù)值仿真來應(yīng)對這種建筑趨勢以確保建筑的安全性。
“Paris Metro construction 03300288-3″。已獲 Public domain 許可，通過 Wikimedia Commons 共享。
塑性與巖土材料
塑性是指材料能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力，金屬、土壤、巖石、混凝土等材料便具有這樣的特性。當(dāng)造成彈性形變的應(yīng)力上升到達一個特定的應(yīng)力級別——屈服應(yīng)力時，材料開始產(chǎn)生塑性形變。
彈/塑性行為是與路徑相關(guān)的，應(yīng)力取決于材料的之前的變形行為。因此，塑性模型通常與應(yīng)力變化速率直接關(guān)聯(lián)，而非應(yīng)力和塑性應(yīng)變。整個行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛、最著名的塑性模型是以 von Mises 屈服面為基礎(chǔ)的，該模型中塑性流動不因壓力的大小而改變。因此，屈服條件及塑性流動只以偏應(yīng)力張量為基礎(chǔ)。
然而，因為分析土壤物質(zhì)時需考慮摩擦和膨脹的影響，所以該模型對此類材料無效。讓我們來看看該如何解決這個問題，并簡單介紹一下 COMSOL Multiphysics? 仿真軟件中不同的土壤塑性模型。
土壤及巖石的塑性
對于土壤和巖石等材料，摩擦和膨脹的影響是不可忽略的。
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COMSOL Multiphysics的巖土力學(xué)模塊(Geomechanics Module)
1 引言
在過去的一個筆記中，曾經(jīng)提及過Comsol Multiphysics多物理場數(shù)值模擬軟件(最新發(fā)布的工業(yè)軟件(采礦,結(jié)構(gòu)和數(shù)值模擬)，但這個軟件在巖土工程中很少用到。根據(jù)調(diào)查，GeotechSet數(shù)據(jù)集內(nèi)僅包括了不到10篇相關(guān)文獻。本筆記簡述了Comsol的巖土力學(xué)模塊。
2 Comsol巖土力學(xué)模塊
Comsol的巖土力學(xué)模塊(Geomechanics Module)是結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊的附加模塊，如下圖所示。在軟件安裝時可以選擇該模塊，其中提供的工具將結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊擴展到巖土工程的定量研究，可以進行巖石力學(xué)和土力學(xué)的單一物理場和多物理場模擬，如隧道，開挖，邊坡穩(wěn)定性及擋土結(jié)構(gòu)，可以使用許多非線性巖土力學(xué)材料模型來研究土和巖石的變形，塑性，蠕變和破壞，以及它們與樁，支撐結(jié)構(gòu)和其它人工結(jié)構(gòu)的相互作用。這個模塊包含了廣泛的材料模型：
(1) 土力學(xué)模型：Drucker-Prager；Mohr-Coulomb; Modified Cam-Clay model; Hardening Soil model. 為了與FLAC的本構(gòu)模型比較，可參考下述鏈接：
IMASS---FLAC3D和3DEC新的本構(gòu)模型(2)
FLAC2D---過去，現(xiàn)在和將來
FLAC3D 7.0 新特性簡介(P3)---新的本構(gòu)模型
(2) 用戶自定義的塑性、流動規(guī)則和硬化模型。
展開 『原創(chuàng)』 巖土力學(xué)理論研究的知名學(xué)者
余海歲目前是英國諾丁漢大學(xué)巖土工程專業(yè)的教授和土木工程學(xué)院院長。他還是澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)工程學(xué)院的助理院長。他于1987年在帝國理工學(xué)院獲得巖石力學(xué)專業(yè)理學(xué)碩士學(xué)位，并于1990年在牛津大學(xué)獲得土力學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。因其對巖土力學(xué)理論的杰出貢獻，余教授于2000年被澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)授予理學(xué)博士學(xué)位。
余教授主要研究領(lǐng)域為巖土力學(xué)的分析和計算，塑性和本構(gòu)模型，巖土場地特性的原位土壤試驗和pavement geotechnics。余教授目前已出版專著四部，發(fā)表約論文和研究報告200余篇。由于杰出的研究工作，余教授被授予許多國際獎?wù)潞蜆s譽，如2004年獲國際土力學(xué)和巖土工程學(xué)會的first James K Mitchell Lecturer；2003年獲得Shamsher Prakas基金會的國際研究貢獻獎；2000年獲英國土木工程協(xié)會最高榮譽的Telford金獎；1998年獲澳大利亞巖土力學(xué)學(xué)會杰出成就Trollope獎。余教授創(chuàng)辦了諾丁漢大學(xué)巖土力學(xué)中心（NCG）并擔(dān)任主任，創(chuàng)辦了國際學(xué)術(shù)期刊Geomechanics amd Geoengineering并擔(dān)任總編輯，此外還擔(dān)任其它幾個重要的國際學(xué)術(shù)期刊，如International Journal of Geomechanics，Geotechnique，Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering等的編委。余教授自2002-2005年擔(dān)任英國巖土工程學(xué)會（BGA）常務(wù)理事，擔(dān)任國際土力學(xué)和巖土工程協(xié)會（ISSMGE）技術(shù)委員會TC3和TC16委員，美國土木工程學(xué)會(ASCE)委員。
展開 南昌大學(xué)2022年水工與環(huán)境巖土力學(xué)團隊招聘啟事
南昌大學(xué)水工與環(huán)境巖土力學(xué)團隊主要研究內(nèi)容包括水工巖土多場耦合效應(yīng)、環(huán)境巖土、水工巖土精細仿真與數(shù)字孿生、水工巖土災(zāi)變感知與智能預(yù)警等四個方向，帶頭人為周創(chuàng)兵教授（南昌大學(xué)校長，國家973首席科學(xué)家，杰出青年基金獲得者，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會副理事長）。研究團隊擁有2000余平方米的試驗場地以及多場耦合真三軸系統(tǒng)、大型剪切滲流耦合儀、霍普金森動力學(xué)測試系統(tǒng)、micro-CT體視儀、巖土核磁共振測試系統(tǒng)、污染物運移多場耦合測試系統(tǒng)等3000余萬元的設(shè)備。
南昌大學(xué)水工與環(huán)境巖土力學(xué)團隊常年招聘以下人才：
杰出人才
1.招聘條件：具有很強學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力，在所在領(lǐng)域內(nèi)獲得國內(nèi)外同行公認的開創(chuàng)性成果、突出的學(xué)術(shù)貢獻；具有組織、策劃重大科研計劃項目的經(jīng)驗，在經(jīng)濟社會發(fā)展重大戰(zhàn)略問題研究上具備突出的統(tǒng)籌規(guī)劃能力；對學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究工作有戰(zhàn)略科學(xué)家規(guī)劃能力，能夠領(lǐng)導(dǎo)相關(guān)學(xué)科群保持或趕超國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。
2.相應(yīng)待遇：提供稅前年薪180-200萬元，購房補貼與安家費不低于500萬元，科研資助費一人一議，提供必要的工作條件、學(xué)術(shù)團隊及科研助手等。
展開 Abaqus在巖土仿真分析中能干什么 附ABAQUS巖土工程實例詳解下載
下載地址：ABAQUS巖土工程實例詳解
Abaqus在巖土仿真分析中能干什么 附ABAQUS在巖土工程中的應(yīng)用下載
2）可模擬不同材料界面的力學(xué)和溫度相互作用（Interaction），如樁-土接觸面等。
3）ABAQUS提供了不同的約束條件，如Embedded region可模擬土釘，加筋土等。Tie可將兩個區(qū)域綁定在一起，網(wǎng)格劃分不連續(xù)時也可使用這一功能。
下載地址：ABAQUS在巖土工程中的應(yīng)用
第五屆國際巖土介質(zhì)破裂力學(xué)學(xué)術(shù)研討會會議紀(jì)要
2018年7月11-13日，正值盛夏時節(jié)，涼爽大連迎來“第五屆國際巖土介質(zhì)破裂力學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨中國力學(xué)學(xué)會巖土力學(xué)專業(yè)委員會系列年會”。大會由中國力學(xué)學(xué)會巖土力學(xué)專業(yè)委員會主辦，大連理工大學(xué)、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究院能源部、山東科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院共同承辦。會議以特邀報告、邀請報告、主題報告等形式展開交流，旨在為與會專家、青年學(xué)者、企業(yè)等提供一個與國內(nèi)外知名學(xué)者互動和學(xué)術(shù)交流的機會，以促進巖土工程中破裂力學(xué)及硬巖學(xué)科的深入發(fā)展，加強該領(lǐng)域?qū)W者之間的交流與合作。隨著采礦與土木工程向更深部發(fā)展，預(yù)測巖土介質(zhì)在深地工程如深地?zé)衢_采和深埋隧道開挖等復(fù)雜環(huán)境下的力學(xué)變形及破裂特質(zhì)是巖土工程面臨的巨大挑戰(zhàn)。本次論壇針對這些問題，關(guān)于巖土介質(zhì)破裂力學(xué)、巖爆及增強型地?zé)嵯到y(tǒng)等相關(guān)議題展開了討論。這些課題的研究對深部地?zé)衢_發(fā)及利用地?zé)徙@井及開挖技術(shù)等學(xué)科發(fā)展至關(guān)重要，也對工程施工及安全問題提供了保障。
展開 abaqus巖土滲流仿真
有個問題請教一下大佬。就是我在做滲流分析時，在荷載模塊添加了預(yù)定義場（初始孔隙比），為什么提交計算還是顯示初始孔隙比未定義呢？
ABAQUS好像有那個巖土仿真牛逼癥！
我們接著上一期講
巖土工程常用的單元
除了實體單元外，還有梁單元
梁單元
如果一個構(gòu)件橫截面的尺寸遠小于其軸向尺度(一般的判據(jù)為小于1/10), 并且沿長度方向的應(yīng)力是最重要的因素，就可以用梁單元進行模擬。
在巖土工程中，梁單元可用來模擬樁或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
在ABAQUS中梁單元的名字以字母“B"開頭。下一個字符表示單元的維數(shù)：“2”指的是二維梁單元，“3”指的是三維梁單元第三個字符表示插值的階數(shù)：“1”表示線性插值，“2”表示二次插值，“3”則表示三次插值。B21和B31單元(線性梁單元)以及B22和B32單元(二次梁單元)是考慮剪切變形的Timoshenko梁單元，它們既適應(yīng)于模擬剪切變形起重要作用的深梁，又適用于模擬剪切變形不太重要的細長梁。
提示：在ABAQUS中，梁單元是梁柱類單元，即可以產(chǎn)生軸向變形、彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。Timoshenko 梁單元還考慮了橫向剪切變形的影響。
1.單元庫
梁單元庫中有二維和三維的線性、二次及三次梁單元。ABAQUS/Explicit 中沒有三次梁單元。
2.自由度
二維梁單元的每個節(jié)點有3個自由度：2個平動自由度(1和2)和一個繞模型所在平面法線的轉(zhuǎn)動自由度(6)。
三維梁單元每個節(jié)點有 6個自由度：3個平動自由度(1-3)和3個轉(zhuǎn)動自由度(4-6)。“開口截面"型的梁還有一個表示梁橫截面翹曲量的附加自由度(7)。
3.單元性質(zhì)
由于梁單元中的節(jié)點坐標(biāo)只定義了梁的長度，用戶必須給出梁截面特性，即材料、梁截面輪廓線的幾何尺寸和形狀。ABAQUS/CAE中提供了一系列內(nèi)置的梁截面，方便用戶定義。
展開 ABAQUS 巖土仿真，擋墻與填土接觸面設(shè)置 ￥1.25
本文是在《有限元模擬重力式擋土墻，支擋結(jié)構(gòu)仿真系列（一）》的基礎(chǔ)上（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441610)，介紹擋土墻“墻背-填土”接觸面的設(shè)置方法。
模型的尺寸、材料參數(shù)、及說明，請移步（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441610)。
收費部分提供1個視頻和兩個壓縮包：
1、提供的視頻是演示“墻背-填土”接觸面設(shè)置過程的。
2、“接觸面，及后面步驟都沒有設(shè)置.rar ”壓縮包是專門為本文準(zhǔn)備的。解壓后的模型“接觸面”之前的步驟都已經(jīng)設(shè)置完畢，剩下接觸面及后面步驟沒有設(shè)置，留給感興趣的朋友對照視頻來練習(xí)設(shè)置接觸面。
3、“完整.rar ”壓縮包包含完整的擋土墻仿真過程。
如有疑問請直接留言、或者私信，會在第一時間進行回復(fù)。謝謝！
展開 分層填筑加筋土擋墻，Abaqus 巖土仿真
本文配套視頻，請點擊 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13449
分層填筑加筋土擋墻，Abaqus 巖土仿真
前文回顧
在《有限元模擬加筋土擋墻，支擋結(jié)構(gòu)仿真系列（二）》一文中（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/442137），使用 abaqus 有限元模擬了滿鋪包裹式加筋土擋墻的潛在破裂面、應(yīng)力場和位移場。但算例中自重荷載是一次性施加的，并未考慮擋墻“分層填筑”的實際情況。
geogrid 前處理插件
本文借助 geogrid 加筋土擋墻前處理插件（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441859），輕易實現(xiàn)了10層填土的“分層填筑”前處理過程。
對于多層加筋土的分層填筑模擬是十分繁瑣的，比如：需要對建立多個“筋土界面”；使用生死單元時需要定義多個筋土集合；定義多個分析步并逐個進行“單元生死”的設(shè)置；為每層土定義自重荷載并設(shè)置生效時刻。大量的重復(fù)操作既容易出錯，又耗費時間。如果需要進行多次試算，效率極低！
以下是部分設(shè)置的截圖，可以直觀的感受到設(shè)置的繁瑣程度。但是在 geogrid 前處理插件中，只需要在命令欄輸入幾條命令就能完成所有的前處理工作，效率得到極大提高，而且避免了操作的失誤。
加筋體內(nèi)塑性應(yīng)變的發(fā)展過程（3層~10層）
以下是重力一次性施加的情況（墻面傾向左側(cè)）：
可見，分層填筑時，加筋土內(nèi)的塑性應(yīng)變發(fā)展得慢一些。
墻身位移云圖對比
分層填筑得到的墻身位移云圖如下，最大位移為 15.9mm。（擋墻底邊約束了x、y方向位移）
可見，分層填筑模擬得到的墻身變形更符合實際情況。
下面是自重荷載一次性施加的位移云圖，最大位移為 21.4 mm。
展開 LS-DYNA做水射流破碎巖土仿真計算時間問題
請教一下有人知道用LS-DYNA做水射流破碎巖土仿真除了cm-g-μs單位制算微秒級別的仿真外（書上和文獻里基本都是這個單位制），可以算以s為時間單位的仿真嗎，μs和s差的還是挺大的。微秒級別的仿真文獻一般都是用來研究機理撒的，極限破碎能力的話應(yīng)該不止微秒吧，肯定還是以秒為單位的。 之氣聽網(wǎng)上一個培訓(xùn)的老師講過這個水射流仿真的軟件的計算方法決定了只能計算微秒級別的時間，無法計算到多少秒的時間。
