拉拔试验的数值模拟

拉拔试验的数值模拟

FLAC/FLAC 3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）是由ITASCA咨询公司开发的基于拉格朗日差分法的显式有限差分程序，可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为‘206]。FLAC／FLAC 3D将-jj-算区域划分为若干四面体单元，每个单元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性本构关系，如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动，则单元网格可以随若材料的变形而变形，非常适合于模拟大变形问题。FLAC/FLAC 3D具-有强大的前后处理功能，内部包含了10种弹塑性材料本构模型、5种计算模式，可以模拟多种结构形式及复杂的岩土工程或力学问题，强大的内嵌程序语言Fish，使得用户可以定义新的变量或函数，以适应用户的特殊 需要。目前在岩土工程领域得到越来越广泛的应用。 采用FIAC/FALC 3 D模拟加筋土工程可以直接调用软件中索单元和土工格栅单元来模拟加筋单元和筋土界面关系。但是这两种单元在描述结构界面特性时采用的是理想弹塑性模型。笔者采用土工格栅单元在FLAC 3D中进行拉拔试验的三维模拟，模拟的结果表明用理想弹塑性模型描述筋土界面特性是不理想的，模拟曲线与试验曲线之间存在较大的差异。为此，借助FLAC/FALC 3D中内嵌的Fish语言，笔者编制了实现剪切刚度幂函数模型的Fish函数，通过实时监控筋材的剪切位移，利用上节中提出的剪切刚度幂函数模型实时计算并更新界面耦合弹簧的刚度，对双绞合六边形钢丝网拉拔试验进行了基于剪切刚度幂函数模型的数值模拟。 为了提高计算效率和计算精度，需要简化拉拔试验模型箱，建立如图2-18所示的数值分析模型。模型中单元教为10 x5 x5，作用在筋材上的各级法向应力通过在模型顶面施加相应的竖直荷载来实现。土体采用莫尔一库仑准则，筋材采用FLAC 3D提供的三维 土工格栅单元进行模拟。