岩土力学模块
岩土力学模块
用于模拟岩土力学中非线性材料模型的软件
基于土方开挖模型绘制的水平应力、形变和塑性区域。该模型中使用了 Drucker-Prager 塑性模型。
仿真您的岩土工程应用
岩土力学模块是结构力学模块的附加模块，可以用于分析岩土工程应用，例如隧道、开挖、边坡稳定性和支护结构。它采用了多种非线性岩土力学材料模型，包含了一些特定行业的物理接口，用于研究形变、塑性、蠕变、土壤与岩石开裂，以及它们与桩、支撑和其他制造结构的相互作用。
多样广泛的岩土力学材料模型
岩土力学模块附带了标准的非线性材料模型，通过 von Mises 应力和 Tresca 准则来描述金属塑性。但是，岩土力学模块的本质是土壤、混凝土和岩石等材料的非线性材料模型，这些模型内置在固体力学物理接口中。
更多图片：
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路基用来支撑路堤。图中显示了基柱中的应力和周围环境的位移（背景边界表面图）。 -
在发生拉伸破坏时，力从混凝土梁转移到其钢筋上。图中显示了混凝土中的 Von Mises 应力和钢筋中的轴向应力。
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设置了张力截止准则的大应变塑性形变模型。
| 土壤 | 岩石和混凝土 |
|---|---|
| Cam-Clay | William-Warnke |
| Drucker-Prager | Bresler-Pister |
| Mohr-Coulomb | Ottosen |
| Matsuoka-Nakai | Hoek-Brown |
| Lade-Duncan |
除了预定义的内置塑性模型之外，您还可以创建自定义的屈服函数。可以通过编辑岩土力学模块中的物理接口直接创建，也可以通过 COMSOL Multiphysics 中提供的多功能方程定义物理接口创建。不需要用户编写子程序，因为您只需在这些接口中的相应编辑区域内输入本构方程即可。这些方程可以包括场变量、应力与应变不变量和派生变量的数学表达式。如果您的材料模型依赖于另一个变量（例如温度场或水压），您可以直接将它纳入到这些材料定义中。通过这种方式，可以对岩土力学模块提供的材料模型进行修正，并扩展到更一般的材料。
岩土力学模块可以方便地与 COMSOL 模块套件中其他模块的分析及其描述变量组合。特别是包括地下水流动模块中描述多孔介质流动、多孔弹性和溶质传递的物理接口。
管道开挖
一种岩土工程问题中常见的验证问题是管道开挖建模。在本例中使用了两个研究步骤。第一步计算土壤在管道开挖前的应力状态。第二步计算开挖部分土壤后的弹塑性受力性能，其初始应力由第一步计算获得。土壤建模为理想弹塑性材料，并使用 Drucker-Prager 屈服条件。
含钢筋条的混凝土梁
混凝土结构中几乎都包含钢筯条。在 COMSOL 中，在用于混凝土的“固体”接口中添加“桁架”接口，就可以模拟不同的钢筯。混凝土的固体网格和钢筯的网格彼此独立，因为固体相关位移已映射为钢筋上的点。
深度开挖
粘土层上的柔性和光滑条形地基
岩土工程问题中的一个常用验证问题，即浅粘土层。本例中，粘土层中施加了一个垂直载荷，研究其静态响应和极限载荷。粘土采用理想弹塑性材料建模，并使用平面应变条件中的 Mohr-Coulomb 屈服准则。其响应则使用关联及非关联的流动定律来研究。
块验证
CamClay 材料模型的各向同性压缩
三轴测试
一种岩土工程中常见的验证问题是对样品进行围压测试。本例中，对样品施加垂直位移和围压，研究其静态响应及各种围压下的极限载荷。样品采用理想弹塑性材料建模，并使用二维轴对称的 Drucker-Prager 屈服条件。
参数化混凝土梁
混凝土梁由于其强度高、耐用性好而广泛用于现代建筑中。对混凝土梁进行模拟仿真，可以确保结构既美观又牢固。使用仿真 App，不同专业层次的工程师都可以轻松分析和测试不同的设计。\n\n此 App 主要分析任意梁和钢筋设计的结构属性。可以修改各种参数，如梁的几何参数、钢和混凝土的材料属性、加强筋的分布以及梁末端的边界条件。\n\n结果显示混凝土及梁上的轴向应力，挠曲以及出现塑性的区域。
