拉拔試驗的數(shù)值模擬

FLAC/FLAC 3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）是由ITASCA咨詢公司開發(fā)的基于拉格朗日差分法的顯式有限差分程序，可以模擬巖土或其他材料的三維力學(xué)行為‘206]。FLAC／FLAC 3D將-jj-算區(qū)域劃分為若干四面體單元，每個單元在給定的邊界條件下遵循指定的線性或非線性本構(gòu)關(guān)系，如果單元應(yīng)力使得材料屈服或產(chǎn)生塑性流動，則單元網(wǎng)格可以隨若材料的變形而變形，非常適合于模擬大變形問題。FLAC/FLAC 3D具-有強大的前后處理功能，內(nèi)部包含了10種彈塑性材料本構(gòu)模型、5種計算模式，可以模擬多種結(jié)構(gòu)形式及復(fù)雜的巖土工程或力學(xué)問題，強大的內(nèi)嵌程序語言Fish，使得用戶可以定義新的變量或函數(shù)，以適應(yīng)用戶的特殊 需要。目前在巖土工程領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。 采用FIAC/FALC 3 D模擬加筋土工程可以直接調(diào)用軟件中索單元和土工格柵單元來模擬加筋單元和筋土界面關(guān)系。但是這兩種單元在描述結(jié)構(gòu)界面特性時采用的是理想彈塑性模型。筆者采用土工格柵單元在FLAC 3D中進行拉拔試驗的三維模擬，模擬的結(jié)果表明用理想彈塑性模型描述筋土界面特性是不理想的，模擬曲線與試驗曲線之間存在較大的差異。為此，借助FLAC/FALC 3D中內(nèi)嵌的Fish語言，筆者編制了實現(xiàn)剪切剛度冪函數(shù)模型的Fish函數(shù)，通過實時監(jiān)控筋材的剪切位移，利用上節(jié)中提出的剪切剛度冪函數(shù)模型實時計算并更新界面耦合彈簧的剛度，對雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)拉拔試驗進行了基于剪切剛度冪函數(shù)模型的數(shù)值模擬。 為了提高計算效率和計算精度，需要簡化拉拔試驗?zāi)Ｐ拖?，建立如圖2-18所示的數(shù)值分析模型。模型中單元教為10 x5 x5，作用在筋材上的各級法向應(yīng)力通過在模型頂面施加相應(yīng)的豎直荷載來實現(xiàn)。土體采用莫爾一庫侖準(zhǔn)則，筋材采用FLAC 3D提供的三維 土工格柵單元進行模擬。