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GEO5如何模拟有排水板的固结分析
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GEO5如何模拟有排水板的固结分析
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发表于: 2017-05-10
针对有排水板的固结分析,GEO5「岩土工程有限元分析」中的「固结分析」不直接提供排水板选项,但是可以通过其他方式计算此类项目,思路如下:
1)在建模阶段,利用「自由点」和「自由线」功能模拟排水板的位置并定义好排水板和土体的接触类型;
2)在工况1初始地应力分析中,应用「接触面」定义好排水板的相关参数,进行初始地应力分析。
3)建立其他新工况,进行固结分析。
以下将举例说明有排水板的建模过程。
1、建模
打开「GEO5岩土工程有限元分析」模块,在分析设置界面中选择项目类型为平面应变分析,分析类型选择固结分析,混凝土结构设计选择中国规范GB50010-2010,计算方法选择自重应力法,如图1所示。
图1 分析设置
在多段线、岩土材料、刚性材料中输入相关参数后,将岩土材料指定给相关土层。
点击接触面类型,添加排水板与土体之间的接触类型,添加结果如图2所示。
图2 定义排水板接触面类型
点击进入自由点和自由线界面,用自由点和自由线模拟排水板的位置,结果如图3所示。
加密之后启动网格生成,结果如图4所示。
图3 自由点、自由线定义排水板位置
图4 模型网格生成
注:有限元固结分析计算速度较慢,为了加快计算速度,网格划分不宜过密。
2、初始地应力分析
添加工况阶段1,冻结上部堆载区域,输入地下水位信息,如图5所示。
图5 初始地下水位
点击接触面,定义排水板性质,如图6所示。
图6 在接触面界面定义排水板性质
注:排水板的渗透性选择部分渗透,为了较好的模拟排水板的排水效果可输入较大的渗透系数。
点击线支座界面定义好边界性质,如图7所示。
图7 在线支座界面定义边界条件
点击分析,进行初始地应力分析,孔隙水压力u如图8所示。
图8 初始空隙水压力u图
3、固结分析
点击添加工况2,激活堆载体,将固结时间设置为1天,如图9所示。
图9 固结时间设置
点击开始分析,孔隙水压力u如图10所示,z向位移图如图11所示。
图10 无超载、固结时间为1天的孔隙水压力u图
图11 无超载、固结时间为1天的z向位移图
点击添加工况3,在坡顶添加条形超载,如图12所示,此阶段固结时间为10天。
图12 添加条形荷载
点击开始分析后,孔隙水压力u如图13所示,z向位移图如图14所示。
图13加入条形超载、固结10天后的孔隙水压力u图
图14加入条形超载、固结10天后的z向位移图
点击添加工况阶段4/5/6,分别分析固结时间30天、1年和10年的固结情况。
对比相同相同条件下,有排水板和无排水板的固结情况可知:加入排水板后,排水板周围水压力分布明显增大,在一定情况下增加了固结速度,z向位移比无排水板的位移大。但当固结时间很长时,例如10年,固结分析的结果基本趋向一致。说明排水板只影响固结时间,不影响最终固结结果.
附
GEO5有限元模拟加排水板的固结分析案例源文件
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