安装仅用于岩土工程的多物理场模拟软件Comsol

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1. 引言

多物理场模拟软件COMSOL Multiphysics包含着许多模块，本文简要描述了仅岩土工程可能用到的模块。

2. 需要安装的模块

(1) 结构力学模块。结构力学模块专门用于分析承受静载荷或动载荷的机械结构。内置接口可用于在实体、壳、板、桁架、膜和梁（二维、三维）单元的二维、二维轴对称和三维坐标系中进行应力和应变分析，支持对几何非线性、机械接触、热应变、压电材料及流-固耦合 (FSI) 进行大变形分析。该模块可用于广泛的分析类型，包括稳态、瞬态、特征模态/模态、参数化、准静态、频率响应、屈曲和预应力。

(2) 岩土力学模块。岩土力学模块是结构力学模块的附加模块，其中提供的工具用于岩土应用领域的分析，如隧道、挖掘、边坡稳定性及挡土结构，可以使用许多非线性岩土力学材料模型来研究土壤和岩石的变形、塑性、蠕变和破坏，以及它们与桩、支承结构和其他制造结构的相互作用。

(3) 地下水流模块。地下水流模块提供的工具用于模拟地下或其他多孔介质中的流体流动，并能将流体流动与其他现象联系起来，例如，多孔弹性、传热、化学过程及电磁场。

(4) 不确定性量化模块。不确定性量化模块为以下主要的不确定性量化分析类型提供各种工具：筛选、灵敏度分析、不确定性传播和可靠性分析。此外，还提供各种概率和统计工具。

(5) CAD 导入模块。CAD 导入模块支持导入各种不同的文件格式，包括 Parasolid 和 ACIS 格式，以及 STEP 和 IGES 等标准格式。

(6) 设计模块。设计模块不仅包含CAD 导入模块的所有功能，还包含使用尺寸和约束绘制二维几何草图的二维特征，以及倒圆角、倒斜角和放样等常规三维设计操作。

3. 材料模型

岩土力学模块包含大量材料模型，主要包括：

(1) Drucker-Prager 和 Mohr-Coulomb 屈服准则

(2) 修正的 Cam-Clay 模型和硬化土模型

(3) 用户自定义的塑性、流动规则和硬化模型

(4) 用于混凝土的纯塑性模型，如 Bresler-Pister 和 Ottosen

(5) 混凝土的损伤-塑性耦合模型

(6) 脆性损伤模型

(7) Hoek-Brown 模型

(8) 蠕变模型

(9) 预定义和用户定义的非线性弹性材料：Ramberg-Osgood, Hardin-Drnevich, Duncan-Chang 等。

4. 堤坝边坡测试

(1) 模型参数

(2) 模型选择2D，地下水选择达西定律，边坡选择固体力学，研究方法选择稳态。

(3) 第一个步骤计算达西定律求解孔隙压力分布；第二个步骤根据静水压力、孔隙压力和重力载荷计算路堤中的初始应力；第三个步骤通过添加初始应力和应变节点分析这些初始应力。材料使用mohr-coulomb模型。

来源：计算岩土力学

Comsol 非线性化学多孔介质岩土材料

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首次发布时间：2023-12-01