??gs?gs?gs?S2?,,???2(1?N?) (29) ???1??2??3???gs?gs?gs?S3?,,????1N???2 ???1??2??3?由式(14),(18)可得: ?1N??1I??s(?1??2N?) 且,
I (30) ?2N??2??s?(1?N?)2?3N??I3??s(??N1???)2
fs(?1I,?3I) (31) ??(?1??2N?)?(??1N???2)N?s考虑拉伸破坏的情况,类似方法可得:
?1N??1I?(?3I??t)?2N??2I?(?3I??t)?2 ?1?2 (32) ?1?3N??t
3. FLCA3D执行方法
当在FLCA3D中运行莫尔库伦模型时,首先通过将由虎克定律计算出的应力增量叠加到原有应力上计算(?ij),这时可计算出主应力。如果主应力达到破坏准则,进入domain 1或者
NNdomain 2。在第一种情况下,产生剪切破坏,?1N,?2,?3 由式(30)求得;在第二种情况
I下,产生拉伸破坏,?1,?2,?3 由式(32)求得。
II如果应力点?1,?3在??1,?3?平面上落在包线内部,那么表明在这一步计算中没有出现塑
NNN??性流动,新的主应力为?iI,i?1,3。 4. 模型验证
如图3所示,x,z方向主应力相等,边界条件为
??11?0
??22?v?t/L (33)
??33?0
式中,v是试样y方向的恒定变形速率,L为试样高度。
图3 模型实验边界条件
在FLAC3D中,采用一单元进行模拟,计算坐标(0,1,0)在指定竖向位移下的竖向应力并与解析解对比,结果如图4,5。经计算发现,解析解与数值解吻合较好,当点的竖向位移较大时,存在偏差。 5.结论
将塑性理论的增量模型及摩尔库仑准则和拉伸破坏准则相结合,形成FLAC中采用的摩尔库仑模型。针对不同的应力计算值?ij,在FLAC中采用不同的处理方法。最后通过模型试验
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I与解析方法进行对比,发现FLAC计算结果与简单模型下精确的解析解吻合较好,但在变形较大时逐渐出现一定偏差。
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FLAC3D 3.00Step 100010:44:28 Wed Sep 27 2006Job Title: ododometer test on mohr-coulomb sampleHistory Rev 2 n_sy (FISH symbol) Linestyle 2.287e-001 <-> 4.054e+000 Rev 3 a_sy (FISH symbol) Linestyle 2.333e-001 <-> 4.667e+000 4.0 3.5 Vs. Rev 1 Y-Displacement Gp 3 5.000e-004 <-> 1.000e-002 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5Itasca Consulting Group, Inc.Minneapolis, MN USA 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0x10^-3 6.0 7.0 8.0 9.0 图4 ?y vs Sy (膨胀角100)
FLAC3D 3.00Step 100011:15:50 Wed Sep 27 2006Job Title: ododometer test on mohr-coulomb sampleHistory Rev 2 n_sy (FISH symbol) Linestyle 2.287e-001 <-> 3.883e+000 Rev 3 a_sy (FISH symbol) Linestyle 2.333e-001 <-> 4.667e+000 4.0 3.5 Vs. Rev 1 Y-Displacement Gp 3 5.000e-004 <-> 1.000e-002 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5Itasca Consulting Group, Inc.Minneapolis, MN USA 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0x10^-3 6.0 7.0 8.0 9.0 图5 ?y vs Sy (膨胀角00)
6. 参考文献
[1] Itasca Consulting Group, Inc. FLAC User Manuals, Version 2.1, Minneapolis, Minnesota, 2002.6
[2] Wood,D.M. Soil Behavior and Criterion State Soil Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.
[3]钱家欢,殷宗泽. 土工原理与计算. 北京:中国水利水电出版社,1996
[4]郑颖人,沈珠江,龚晓南. 岩土塑性力学原理. 北京:中国建筑工业出版社,2002
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