地质力学模块

扩展岩土技术应用的结构分析

分析隧道,发掘,坡度稳定性和固定结构需要针对岩土技术应用量身定制的非线性材料模型。地质力学模块,结构力学模块,包括用于建模变形,可塑性,蠕变和土壤,混凝土和岩石故障的内置材料模型。该模块还包括标准的非线性材料模型,以通过VON MISES和TRESCA标准来描述金属可塑性。这些材料模型增强了结构力学模块中包含的安全性和故障评估功能。

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矩形混凝土梁模型显示了位于顶部和底部的彩虹钢筋杆的应力。

多物理建模的地质力学材料

建模地质力学材料的功能增强了结构力学模块中可用的所有结构分析。为了准确地说明岩土技术分析中的现实效果和行为,您可以通过将地质力学模块中的功能和功能与comsol产品套件中的其他模块相结合,包括多物理效应。例如,您可以对多孔介质流,毛弹性,溶质传输和传热建模地下流量模块

地质力学模块中的材料模型

下面列出了可用的众多材料模型,其中包含其在软件中实现的屏幕截图。

在图形窗口中,土壤可塑性设置和斜率稳定模型的特写视图。

土壤可塑性

使用地质力学模块,您可以定义用于建模具有土壤可塑性和弹性土壤的材料的特性。该材料模型可以与线性和非线性弹性材料一起使用。可用以下土壤材料模型:

  • Mohr – Coulomb
  • Drucker – Prager
  • 椭圆帽
  • 张力截止
  • 松木 - 纳凯
  • Lade -Duncan
  • 非局部可塑性
    • 隐式梯度
图形窗口中混凝土设置和梁模型的特写视图。

混凝土和岩石

地质力学模块使您可以定义具有代表混凝土和岩石的故障标准建模材料的属性,通常描述由于拉伸应力而导致的故障。这些材料模型可以与线性弹性材料非线性弹性材料特征。可用以下混凝土和岩石材料模型:

具体的

  • Ottosen
  • 布雷斯勒 - 班主任
  • 威廉·瓦恩克(William – Warnke)
  • 张力截止

岩石

  • 原始的Hoek -Brown
  • 普遍的Hoek -Brown
  • 张力截止
损坏设置的特写视图和图形窗口中的缺口梁模型

损害

机械载荷下的Quasibrittle材料(例如混凝土或陶瓷)的变形的特征是初始弹性变形。如果超过了临界应力或应变水平,则非线性断裂阶段将遵循弹性相。随着达到临界值的达到,裂缝会生长并扩散直至材料断裂。裂纹的发生和生长在脆性材料的失败中起着重要作用,并且有许多理论可以描述这种行为。可用以下损坏模型:

  • 等效应变标准
    • 兰金
    • 光滑的兰金
    • 弹性应变张量的标准
    • 用户自定义
  • 相场损坏
  • 正则化
    • 裂纹带
    • 隐式梯度
    • 粘性正则化
弹性塑料土壤材料设置的特写视图和图形窗口中的1D图。

弹性塑料土壤

弹性塑料土壤材料功能用于模拟即使在无穷小菌株下也是非线性的应力 - 应变关系。可用以下土壤材料模型:

  • 修改后的CAM –Clay
  • 修改的结构化凸轮粘土
  • 扩展的巴塞罗那基本
  • 硬土
  • 非局部可塑性
    • 隐式梯度
在图形窗口中选择了弹性塑料材料模型节点的模型构建器的特写视图,并在图形窗口中选择了条颈部模型。

弹性脱氧材料

除了土壤的弹性塑料材料模型外,地质力学模块还使您可以访问以下两个用于延性材料的弹性塑料模型,例如金属:

  • 冯·米塞斯
  • 特雷斯卡
  • 用户定义的可塑性
  • 非局部可塑性
    • 隐式梯度

其他弹性塑料材料模型可在非线性结构材料模块

非线性弹性材料设置和3D和1D图的两个图形窗口的特写视图。

非线性弹性

与超弹性材料相反,在中度至大型菌株下应力 - 应变关系变得显着非线性,即使在无限菌株下,非线性弹性材料也会存在非线性应力 - 应变关系。可用以下非线性弹性模型:

  • ramberg – osgood
  • 双曲法律
  • Hardin -Drnevich
  • 邓肯 - 陈
  • 邓肯 - 塞利格
  • 用户自定义

其他材料模型可与非线性结构材料模块

图形窗口中的蠕变设置和3D空心球模型的特写视图。

蠕变

蠕变是一种无弹性的时间依赖性变形,当材料在足够高的温度下承受应力(通常比屈服应力小得多)时发生。在“地球力学”模块中,可以使用用户定义的蠕变,以及输入用户定义的非弹性应变率表达式的可能性。

其他材料模型可与非线性结构材料模块

每个业务和每个模拟都需要不同。

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