水坝、堤坝和防洪堤| PM4Sand 和 PM4Silt本构模型

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文章摘要

2024年5月17日，温哥华岩土工程学会（VGS）将举办第30届研讨会，主题为“水坝、堤坝和防洪堤”。会议将探讨这些水利控制结构的不同用途和设计施工的演变，包括大坝储水、堤坝和防洪堤防洪等。会议包含两个主旨演讲，分别由Bryant Robbins和Rick Friedel主讲，内容涉及堤坝设计施工演变和基于性能的方法支持尾矿安全管理。此外，还有由Dr. Ross Boulanger和Dr. Katerina Ziotopoulou主讲的为期两天的短期课程，介绍PM4Sand和PM4Silt模型，这些模型适用于非线性动态分析和地震期间土液化及循环软化分析。课程将深入讲解模型的背景、建立过程、工程应用校准和实践挑战。PM4Silt模型V2.1版本是为岩土地震工程开发的边界面塑性模型，用于模拟粘土和塑性粉土的应力-应变反应，需与FLAC2D程序一同使用。

正文

1. 引言

温哥华岩土工程学会(VGS)将于2024年5月17日举行为期一天的第30届VGS研讨会，研讨会的主题为“水坝、堤坝和防洪堤 (Dams, Dikes and Levees)”，会议将由两个主旨演讲以及一个为期两天的短期课程组成。大坝、堤坝和防洪堤都是用于控制水的结构，但它们的用途有区别。

大坝(Dams)的主要的用途是储存水形成水库，例如各类水电工程的坝体和尾矿坝等；堤坝(Dikes)与防洪堤(Levees)类似，但堤坝通常较小，用于保护较小的水体溢出或防止特定区域的洪水，堤坝还可用于填海造地、分隔水体或建造围垦区；防洪堤(Levees)通常是沿河岸或海岸线修建的堤岸，目的是防止洪水泛滥淹没土地。

2. 主旨演讲

本次VGS会议有两个主旨演讲：

(1) Bryant Robbins (USACE【堤坝地震变形(Seismic Deformations of Tail ings Dam)的分析指南】 ): The Evolution of Embankment Dam Design and Construction 堤坝设计和施工的演变

(2) Rick Friedel (KCB【ICOLD大坝边坡稳定性分析指南】): Utilizing a Performance-Based Approach to Support Safe Tailings Management 利用基于性能的方法支持尾矿安全管理

3. 短期课程

2024年5月17-18日，VGS将举办为期两天的短期课程，由加州大学Davis分校的Dr. Ross Boulanger 和 Dr. Katerina Ziotopoulou主讲，课程主题为《PM4Sand and PM4Silt: Constitutive Models for Nonlinear Dynamic Analysis》，PM4Sand 和 PM4Silt 模型是由Boulanger 和 Ziotopoulou 在过去十年中为岩土地震工程应用开发的应力比控制、临界状态兼容、边界面塑性本构模型，它们以DLL的形式应用在FLAC2D以及其它软件中，用于进行地震期间液化和循环软化非线性动态分析。Boulanger在GeotechSet的出现次数为414次，Ziotopoulou的出现次数为65次(3/21/2024)。

PM4Sand主要为砂和纯非塑性颗粒状土，而PM4Silt主要为粉土。Plaxis2D和FLAC2D均已经合并了PM4Sand和PM4Silt模型【液化分析数值模型(Numerical Models for Liquefaction Analysis)】

课程将涵盖的主题包括：PM4Sand 和 PM4Silt 的背景和建立过程；两种模型工程应用的校准过程(各种加载路径的单一单元模拟；能力和局限性)；实践校准练习；某些校准的挑战和经验教训；以及关于单元级校准和系统级分析需要相互启发的一般性讨论。

本课程面向对非线性动力分析、非线性本构模型、地震时土液化和循环软化以及计算机程序 FLAC/FLAC2D 有一定了解的学员。每个主题都将包括背景信息和基本原理的回顾，但重点将更多地放在对在实践中使用这些数值模型非常重要的细节和程序上。FLAC8.1的用户可以跟读，但示例将使用较新的FLAC2D。在课程开始前，学员还将获得其他背景材料供复习。

4. 安装PM4Silt

PM4Silt 是一个应力比控制的、基于临界状态的粘土和塑性粉土边界面塑性模型，已作为用户定义的动态链接库与FLAC2D 程序一起使用。该模型的开发和改进是为了近似应力-应变反应，这对岩土地震工程和循环软化问题尤为重要。PM4Silt模型的最新版本是V2.1,文件名称为cmodelPM4Silt2D009.dll。为了使用PM4Silt模型，必须把这个dll文件拷贝到安装目录：

.\Itasca\ItascaSoftware900\exe64\plugins\cmodel

不排干循环载荷直剪试验

需要首先配置下面3个模块：

model config dynamic model config fluid model config plugins

最主要的输入参数：

(1) 不排干剪切强度(Undrained shear strength)

(2) 剪切模量系数(Shear modulus coefficient)

(3) 收缩速率参数(Contraction rate parameter)

zone cmodel assign pm4silt2d

[1] (2023) PM4Silt (Version 2.1): A Silt Plasticity Model for Earthquake Engineering Applications.

来源：计算岩土力学

ACT Deform 非线性 UG 岩土 UM 材料控制试验 PLAXIS

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首次发布时间：2024-03-31