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预应力锚杆锚索命令流FLAC3D [复制链接]

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离线cy649567002
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2014-01-08

针对编程时锚杆及锚索命令流概念不清,整理如下:  Cable  命令分为三个部分:

(1)锚杆(锚索)的装配位置

cable 起点 终点 节点数目(npoints) 钢筋材料号(mats) 钢筋截面积(asteel) 砂浆材料号(matg) 预应力(preten)

例如:

cable (396.7182, 2938.8419) ( 445.0145, 2925.9010) 2 7 5.0e-3 10 3.5e5  

(2)使用property命令赋予材料理学参数

; cable steel      锚杆(锚索)钢材的力学参数

prop m=7 (材料号) cb_dens=7500(密度) cb_ymod=98.6e9(弹性模量)

prop m=7 (材料号) cb_yield=5.0e5(拉伸屈服力(N))cb_ycomp=1e10(压缩屈服力(N))

; grout          砂浆(grout)材料的力学参数

prop m=10(材料号) cb_kbond=1.12e7(砂浆剪切刚度N/m/m) cb_sbond=1.75e5(砂浆粘结强度(cohesive strength of the grout):N/m)

; non-yielding grout for loading block   加载块体上不会破坏的砂浆材料

prop m=11(材料号) cb_kbond=1.0e10 cb_sbond=1e10(定义非常大的数值以便使加载时锚杆接头处的砂浆不破坏)

(3)使用change命令改变锚杆接头处的砂浆

        锚杆接头处砂浆材料号(11) 范围  圆心坐标

change cable 11 range annulus (396.7182, 2938.8419) 0.0 1.8

或者

change cable 11 range (.47,.49) (.44,.46)(给出一个方形的范围)

还有三个难点:

              (1)力学参数的计算与选择(查资料和规范取值);
              (2)锚杆(锚索)与网格梁和土体结构衬砌的链接与装配问题(FISH实现);
              (3)锚杆(锚索)拉力分配(FISH实现)。

针对锚杆三段式赋值法,进行了一些改进,具体的思路如下:

1、已知Flac3d程序对每根锚杆自动生成相应的cid,且不重复;

2、设定一个变量,并对其赋值,其值等于锚杆的cid.如锚固段、自由端以及锚杆端头;

3、对每根锚杆施加相应预应力,就可得到锚杆的预应力。

如何寻找锚杆的cid呢,解决方法如下:

1、比如第一根锚杆的分为10段(也就是nseg=10),锚杆端头为cid=1;自由端为cid=2,3,4,5;锚固段为cid=67,8,9,10;

2、这里用到的仅仅是三段的分界点,即端头cid=1;自由端cid=2,cid=5;锚固段cid=6,cid=10,仅此4个节点而已;

3、分别对这四个点设定四个变量预赋值,如x_1=1,x_2=2,x_5=5,x_6=6,x_10=10.这是一根锚杆的cid.

对于多根锚杆如循环就需要增加相应的cid 这有一定的规律性。对于多跟锚杆可如下表示:

安装一个半圆拱断面的锚杆:

半圆拱的中心点:

x0=0;

y0=0;

r=2.0;半圆拱的半径,m

lm=2.4;锚杆的长度,m

y=0;轴向为0;

则锚杆的安装命令如下:

loop n(0,9)

     theta=n*20*degrad;安装角度为20°,要转化为弧度哟!

     x1=x0+r*cos(theta);

     z1=z0+r*sin(theta);锚杆端头坐标

     x2=x0+(x1+lm)*cos(theta);

     z2=z0+(z1+lm)*sin(theta);锚杆端头坐标

     x_1=1+10*n;这里的10=nseg(10)

     x_2=2+10*n;

     x_5=1+10*n;

     x_6=6+10*n;

     x_10=10+20*n;

     command

     sel cable begin x1 y z1 end x2 y z2 nseg 10

     端头段,range cid=x_1

    自由端,range cid=x_2,cid=x_5

    锚固段,range cid=x_6,cid=_10

   sel cable pretenson 60e3 range cid x_1,cid x_5

    endcommand

endloop

这是一排的,对于多排的相应的增加cid就行了

螺旋挤土桩施工及基础理论

dip角和dd角到底指的是什么角?

dip角和dd角手册上是这样的:

dip direction angle, measured in the global x y-plane clockwise from

the positive y-axis.

dip, dip angle, measured in the negative z-direction from the global

x y-plane

对于dd角的理解:在x y平面里,从y轴正方向顺时针k旋转到dip线(在xy平面的投影)的角度。

dd-(dip direction)   倾向

dip-倾角

dip角与dd角用来定义一个平面的,可以称之为参考面。

dip角为参考面与xy平面的夹角。

dd角为y轴正向与参考面在xy平面上的投影线的夹角。这个角在xy平面内。

手册说dip 是平面与xy平面的夹角,可是又存在一个互补的问题,比如dip 可以取60度,也可以取120度。

用手册上的例子验证了一下,二者是不同的。取60还是120要与面的法线方向结合起来考虑。

dd 指的是y轴正向转到所要确定平面法线的夹角

dip 指的是所要确定平面与xy平面的夹角

一般先确定dd,在确定dip

一个简单的例子

rdip角就是某平面的法线与y轴负方向的夹角

gen zone brick size 3 4 5 p0 0 0 0 p1 3 0 0 &

p2 0 4 0 p3 0 0 5

gen zone reflect dd 90 dip 30 orig 0 0 0

plot grid

结构单元建模node的关系处理问题心得与总结
1.相同结构单元之间的节点的链接问题:

相同单元类型,节点(ID)编号相同,那么不会再产生新的node,而在该位置处公用原来单元的node

比如在隧道掘进的过程中,要涉及到前、后开挖步过程中喷砼之间的纵向连接,那么在Flac3D  2.1以上版本中,只要所前后开挖步中产生的shell单元是同一ID,那么在相同位置处的node会被自动链接,这里的链接不仅仅是几何上的连接,也会使内力在该shell中传递(轴力,弯矩)。,  l/  v.  D0  o%  `'  ?8 e(  g    e(  j

1

gen  zone  brick  p0  0  0  0  p1  20  0  0  p2  0  10  0  p3  0  0  10  

sel  shell  id  1  range  x  0  10  z  0  10  y  -0.1  0.15

sel  shell  id  1  range  x  10  20  z  0  10  y  -0.1  0.17

相同ID,不再产生新的node,几何链接,内力会传递。%  c0  x,  z&  f2  X.  h

2

gen  zone  brick  p0  0  0  0  p1  20  0  0  p2  0  10  0  p3  0  0  10

sel  shell  id  1  range  x  0  10  z  0  10  y  -0.1  0.1

sel  shell  id  2  range  x  10  20  z  0  10  y  -0.1  0.1

不同ID,连接处会产生新的node,几何不链接,内力不传递。类似的,对于cablebeampile等来说,这个法则同样适用。

2.不同结构单元之间的节点的链接问题:

以上是对于相同类型的结构单元来说的。对于不同结构单元来说,应用时分两种情况。'  Q'  ^(  N% U&  J;  D*  t2  ^3  W9  t一种是共用节点。比如说:先生成一个shell,然后生成一个beam,其中beam的一个端点是shell单元中的一个node。该node就是共用节点。该节点同时具有shell单元和beam单元的属性,力学机理比较复杂。9  {%  @;  a6  U.  G:  i3  n

另外一种是通过产生结构单元之间的link来定义结构单元之间的结构关系(sel  link    id link_id    struct1_id    target node    tgt_num    struct2_id)

1)一般立柱与梁板的关系——铰接。

sel  link  attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid      range   id link_id  

sel  link  attach xrdir=free yrdir=free zrdir=free      range id link_id#  D%  ^& Q!  V"  q    e9  B/  ^

2)悬臂梁端部——固接。,  y6  H%  Q3  v%  M/  i

sel  link  attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid      range   id link_id

sel  link  attach xrdir=rigid   yrdir=rigid zrdir=rigid      range id link_id#  z$  h4  S%  K/  V$  |

或者其他转动或移动限制组合方式。

三种方式模拟预应力锚索:-  S+  L-  G.  f:  [!  V

方式1、通过删除-建立link模拟。4  Z"  @.  x5  b,  @4  x*  @6  e'  i

  删除掉锚索端头原来CABLE和ZONE之间自动建立的连接,然后建立钢性连接。示例命令如下::  }9 A*  X;  V6  x-  F.  j;  Y&

sel  cable  id=1  beg    0,  0,  0      end  0  ,29,  0    nseg  10
sel  cable  id=1  beg    0,29,0    end  0,35,0  nseg  6

sel  cable  id=1  prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &6  m4  ?:  ]$ E&  X5  x3  t.

gr_coh  1  gr_k  1  gr_per  0.0785  range  cid  1,10

sel  cable  id=1  prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &7  m:  C    p8 w'  T$  ?+  w

gr_coh  10e5  gr_k  2e7  range  cid  11,17!  {"  @*  k1  s4  F&  d

sel  delete  link  range  id  1

sel  link  id=100  1  target  zone$  N:  ^+  L1  t4  u/  W;  ?1  C

sel  link  attach  xdir=rigid  ydir=rigid  zdir=rigid  xrdir=rigid  yrdir=rigid zrdir=rigid  range  id  1001  ]%

sel  cable  id=1  pretension  60e3  range  cid  1,10
方式2、通过赋三段属性模拟。即将锚索的端头、自由段、锚固段赋不同的属性来模拟预应力锚索。示例命令如下:

sel  cable  id=1  beg    0,  0,  0      end  0  ,29,  0    nseg  10  

sel  cable  id=1  beg    0,29,0    end  0,35,0  nseg  6

sel  cable    prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &

gr_coh  1  gr_k  1  gr_per  0.0785  range  cid  2,10

sel  cable    prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &$  H9  G7  Y5  N" D(  F;  };  }#  y)  o

gr_coh  10e5  gr_k  2e7  range  cid  11,17-  }#  Y"  b'  X5  X1  F)  ]+  S

sel  cable    prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &

gr_coh  10e8  gr_k  2e10  range  cid  1,15  D7  U6  a2  N,  H)  L#  Y'  F

sel  cable  id=1  pretension  60e3  range  cid  1,10

方式3、借助别的结构单元(如liner单元)来模拟托盘。删除掉锚索端头的link,然后建立新的link,新link的target为liner上的node。示例命令如下:

sel  cable  id=1  beg    0,  0,  0      end  0  ,29,  0    nseg  10  

sel  cable  id=1  beg    0,29,0    end  0,35,0  nseg  6

sel  cable  id=1  prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &2  A8  @*  V. u%  y1  i$  d&  F

gr_coh  1  gr_k  1  gr_per  0.0785  range  cid  1,10

sel  cable  id=1  prop  emod  2e10  ytension  310e3  xcarea  0.0004906  &

gr_coh  10e5  gr_k  2e7  range  cid  11,17

sel  liner  range  y=-.1,  .1  x=-1,1  z=-1,1

sel  liner  PROP  iso=(  25e9,  0.15)  thick=0.1    ;  concrete    h/  A)  F9  ?'  O7  ^

sel  liner  PROP  cs_nk=8e8  cs_sk=8e8  &

cs_ncut=0.0  cs_scoh=0.0  cs_scohres=0.0  cs_sfric=0.0

sel  delete  link  range  id  15  G.  Z&  I!  R;  \3  C+  k*  c

sel  link  id=100  1  target  node  tgt_num  188  s;  @#  h5  O-  C%  M

sel  link  attach  xdir=rigid  ydir=rigid  zdir=rigid  xrdir=rigid  yrdir=rigid zrdir=rigid  range  id  100#  Z5  W0  z    Z3  [/  n(  w!  y1  t4  i    j

sel  cable  id=1  pretension  60e3  range  cid  1,10

离线沈建韩旭

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太有帮助,谢谢楼主!
离线lkbwy

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只看该作者 2楼 发表于: 2014-01-29
      
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只看该作者 3楼 发表于: 2014-02-16
正需要,谢谢提供
离线龙biscuit

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只看该作者 4楼 发表于: 2014-03-08
谢谢楼主的无私奉献
邮箱:blzhu@buaa.edu.cn ,欢迎交流!
离线yingmeng00

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谢谢楼主  正需要呢  !!!1
离线zeus0418

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刚好用得着,谢谢了。
离线sjxdwd0019

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太有帮助,谢谢楼主!
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