土体试样尺寸:高 8 cm,直径 4 cm;
土体力学参数:弹性模量 10MPa,泊松比 0.3,粘聚力 10 kPa,内摩擦角 30°;
试验荷载:围压 100kPa;
试验类型:等应变式三轴试验,竖向应变为 10%;
1、等压固结完成时的应力状态
2、获得三轴试验剪切破坏时的竖向应力
1、简化为轴对称问题
2、弹性阶段采用线弹性本构模型,塑性阶段采用莫尔-库伦本构模型
3、将固结完成后的应力状态作为初始状态
4、不考虑等压固结的变形
5、采用 abaqus 的 Geostatic 分析步模拟等压固结完成后的应力状态
6、采用轴对称应力单元 CAX4 ,只划分一个单元
7、剪胀角采用 abaqus 默认的最小值 0.1°
注:斜体样式只划分一个单元,单元类型 :4节点线性轴对称应力单元
得到土体试样剪切破坏时的竖向应力为 334.6kPa,与理论计算结果一致。
初始应力的设置需要满足平衡条件:等效节点荷载要和外部荷载、边界条件平衡。如果达不到平衡,将不能得到一个位移为零的初始状态。此时所产生的应力场也不是所施加的初始应力场。
在本例中,等压固结完成后的应力场为:三个方向的主应力都为 100kPa。在初始步设置初始应力如下:
在 Geostatic 分析步定义边界条件为:对称轴处 X 方向位移为零,底部 Y 方向位移为零。在顶面和右侧施加围压 100kPa。得到的初始应力场如下:
对应的土体试样位移云图如下,可以判断 Geostatic 分析步未产生位移:
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