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渗流分析相关的参数使用

1年前浏览1363
上一篇《止水帷幕在GTS NX中的实现》写了止水帷幕的模拟。今天来“简单说说”如果是涉及“渗流分析”时,需要用到的参数。

本文所说的,“渗流分析”指的是根据达西定律计算渗流场或流固耦合计算时的参数。

在GTS NX中,静水位计算本质上是应力计算,所以今天说的渗流参数,对于只添加了静水位的模型来说,基本用不上。此处所说的静水位特指使用“水位”命令添加的静水位。
【模型静水位效果】
来看“渗透性”参数;
容重(饱和):饱和状态下的土体重度。模型设置水位时,水位以下土体按照饱和状态计算重度。

初始孔隙比(e0):只有在完全应力耦合分析(渗流场影响应力场,应力场造成的土体变形也影响渗流场)时,调用该参数,用于更新实时渗透系数。因为土体的孔隙比随着土体的变形发生变化,孔隙比的变化影响渗流场的变化,因此需要一个初始状态的孔隙比。

非饱和特性模型中涉及瞬态计算的时候,必须设置此项,否则无论计算工况设置的瞬态还是稳态,皆按稳态计算。该参数主要是表现土体渗透系数和孔隙水压力、含水率的关系,一般通过水土特征曲线可以获得。GTS NX的新版本比较友好,给出了加德纳理论的部分土体的典型水土特征曲线~除瞬态渗流计算,其它计算时不必设置该项。

排水参数:用于更新孔隙压力所需要的排水状态。计算时,孔隙压力P=P稳态+P非稳态孔隙压力。
排水状态有四种:
排水参数
当进行排水分析时,也即选择①时,土体具有良好的排水通道,水可以及时排出,土孔隙中不存在孔隙水压力,此时Punsteady=0,也即,孔隙水压力为稳态。这种分析适合用于外界条件变化对孔隙水压力的影响不明显或者材料渗透参数很大的情况。输出结果无超孔隙水压力。

当选择②③④时,进行不排水分析。此时考虑孔隙水的瞬时不排水性,加载瞬间,荷载主要由孔隙水承担。

土的体积模量非常大,其不排水泊松比接近0.5,程序默认使用0.495计算。不排水泊松比和Skempton系数(B系数)可以相互换算:

当选择②③时,程序输出超孔隙水压力,当选择④时,程序不计算超孔隙水压力。

渗透系数:ummm,就是渗透系数了,计算时该参数做为饱和状态的渗透系数使用。

孔隙比依存系数(ck)完全应力-渗流耦合分析时使用该参数。根据孔隙比的变化求渗透率时用到的系数。在0.5Cc~2Cc范围内,对于粘土,一般取Ck=0.5e0

其中:△e为孔隙比改变量;kr(p)为随孔压变化的渗透率函数。ksat为渗透系数。

贮水率:流入/流出水的体积比。当选择“不排水(有效刚度、有效强度)”或“不排水(有效刚度、有效强度)”该参数有效。表征土体存储水的能力,程序可以根据设置的不排水参数自动计算。

总结一下:
①如果模型中关于水的条件只设置了静水位,参数需要设置参数“饱和重度”;
②如果进行稳态渗流计算,参数需要设置“饱和重度”、“渗透系数”、“排水参数”;
③如果进行瞬态渗流计算,渗透性菜单下的参数全部需要精确设置。

以上就是今天的内容啦~拜了个拜~

来源:工程数值仿真
理论材料
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首次发布时间:2023-05-17
最近编辑:1年前
二小姐
硕士 Sleep and Dream
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