MIDAS GTS 如何模拟材料不排水？

如何在MIDAS中模拟不排水的特性？  

在MIDAS中，材料特性中拥有三个不排水特性，默认选择的是排水特性，选择下方不排水特性时，对应的刚度与强度参数类型在括号内已注明。

我们知道，材料不排水时，会产生超孔隙水压力，其p-q线也和排水实验材料不一样，这一点可以在土力学课本中有对应描述。在有限元模拟中，怎么模拟出不排水的特性呢？

以最简单的摩尔库伦本构为例子，选择其排水参数为“不排水（有效刚度/有效强度）”，模拟三轴不排水实验，在MIDAS中建立一个尺寸为1×1的单元的轴对称模型，初始阶段设置水位在模型顶部，并为了模拟三轴试验的围压，给出100Kpa压力在模型上部与右侧，后续为了模拟偏应力，可以采用应力加载或者应变加载，本次采用应变加载。    

本构参数选项

施工阶段

假定这个模型是为了模拟“固结不排水CU”试验，那么在初始固结的施工阶段排水条件良好，为了模拟不排水行为，还需要在后续不排水加载施工阶段的分析控制中勾选“允许不排水材料”，    

分析控制

在结果查看中，为了查看偏应力与应变的曲线，可以直接提取S-max shear-步骤结果，这里的max shear实际为“(σ1-σ3)/2”,对应于莫尔圆中的半径，应变加载的强制位移为100mm，分成40步加载，实际每一步的应变为0.0025，用MIDAS直接生成曲线

不排水实验曲线

前述说过，在不排水剪切试验中会产生超孔隙水压力，直接提取Excess pore pressure与应变的曲线绘图如下。对应于土力学课本中中密砂土的孔隙水压力曲线。    

但是每一个本构或者模型都去单独建立模型会有较大工作量，MIDAS的土工试验助手可以直接模拟出这些结果。选择好对应的加载形式，加载方法，加载本构以后，瞬间就得到计算结果。比如上述提取的偏应力应变曲线，孔隙水压力-应变曲线，也可以直接查看其他曲线，比如摩尔应力圆曲线，p-q线等。

所以利用土工试验助手可以看目前输入的参数在不同围压，或者不同参数的情况下的力学效应是什么样子，比如我选择围压分别为100kPa-200kPa-300kPa下的体积应变与竖向应变的曲线，对应于土力学课本中下半段的曲线。