【讨论】请牛人讨论：岩土工程中的局部化（即剪切带）问题模拟

silt

岩土中的局部化（即剪切带）的数值模拟，用什么方法好呢？请踊跃讨论！
   

hdman

想问问，剪切带是多大尺度，什么充填物

cafe0519

就ABAQUS来说,你可以作为节理,弹簧或MS界面来处理。但是要是考虑时间相关的蠕变行为的话,结合FRIC和DSLOAD的MS模式是相当不错的一个选择。

silt

事先并不知道剪切带发生在什么位置。就ABAQUS来说,不知还能否作为节理,弹簧或MS界面来处理？
  
剪切带是裸眼可以看到岩土发生破坏前变形集中的区域。
  
谢谢

cafe0519

要想预知剪切带的位置,需要特殊的技巧。比如混凝土中的平均裂缝计算技巧等。我现在正在学习尺度计算技巧,也可以轿好地考虑预测问题。

mcliu2002

cafe老兄，不知MS模式是什么？解释一下行吗？混凝土与土的破裂模式可以用同一理论来处理吗？如损伤破裂理论？

cafe0519

MS就是master-slave方法。
虽然理论上混凝土与土的破裂模式可以用同一理论来处理,但是往往行不通,如损伤破裂理论的应用。关于这混凝土损伤这方面你可以多问wjytj斑竹,他是这方面的专家。

silt

cafe0519 wrote:
要想预知剪切带的位置,需要特殊的技巧。比如混凝土中的平均裂缝计算技巧等。我现在正在学习尺度计算技巧,也可以轿好地考虑预测问题。

  
是否是多尺度方法?

cafe0519

silt wrote:
[quote]cafe0519 wrote:
要想预知剪切带的位置,需要特殊的技巧。比如混凝土中的平均裂缝计算技巧等。我现在正在学习尺度计算技巧,也可以轿好地考虑预测问题。

  
是否是多尺度方法? [/quote]
  
yes, 俺从(2001 Paris) Inter. conf. of Fracture Mechanics of Concrete Structures开始接触,现在刚刚进入程序开发阶段。看看能否找些PDF贴上来。
  
顺便提一下,在这次会议上很荣幸第一次见到了de Borst和 J. Rots博士本人。
  
淤泥老哥介绍一些中文资料上来,谢谢。

wjytj

de Borst和 J. Rots博士:O)
顶，都是大牛
  
曾经给de Borst大牛写过一封Email探讨他的一文章中的问题，
结果三言两语把我打发了，还是不明白，谁让我是无名小卒呢:~):~)

cafe0519

wjytj wrote:
de Borst和 J. Rots博士
顶，都是大牛
  
曾经给de Borst大牛写过一封Email探讨他的一文章中的问题，
结果三言两语把我打发了，还是不明白:~):~)

  
俺自认为英文不错,交流的也是吃力。:I
  
个人感觉在国际会议上,美国教授见到亚洲学者都会一副自以为很神气的样子,可欧洲教授们见到美国学者基本上是敬而远之,自己感觉比美国人还牛的样子。
  
因此,吃闭门羹是常有的,但是熟悉了以后会好很多。这就要在各种场合接触他,给他一个起码的印象。可惜照片拿回老家啦,否则扫描上来,让大家看看法国Paris郊外那美丽的草坪。:)
  
由于这个会议文集的主编是de Borst博士本人,因此会议上来了不少牛人,象西北大学Z.P. Bazant, Delft大学的J.G. Rots, Jan G. M. van Mier,L.J.Sluys,法国里昂大学的一位牛人,名字忘啦。
  
wjytj兄,凭你的造诣和灵气,不愁游山玩水的日子。8D

wjytj

cafe0519 wrote:
由于这个会议文集的主编是de Borst博士本人,因此会议上来了不少牛人,象西北大学Z.P. Bazant, Delft大学的J.G. Rots, Jan G. M. van Mier,L.J.Sluys,法国里昂大学的一位牛人,名字忘啦。

  
晕，任何一个都是如雷贯耳阿:)

silt

cafe0519 wrote:
  
yes, 俺从(2001 Paris) Inter. conf. of Fracture Mechanics of Concrete Structures开始接触,现在刚刚进入程序开发阶段。看看能否找些PDF贴上来。
  
  

  
期盼中.....
不知这个方法发展前途如何？请大牛评说。

wazoch

局部化问题如果不想自己编程的话，最好应用ＦＬＡＣ３Ｄ来解决，因为它不用求解大型方程组，也不必要通过迭代以满足非线性的本构关系，而现有的有限元程序不可避免的是网格的依赖性，可以自己推导本构关系．

wgao

用FLAC3D最好, 很多人有过经验的

tsintsun

土体渐近破坏理论是当今岩土界研究的焦点之一，它强调了土体变形与稳定的统一性。土体渐进破坏过程则是土体内部变形局部化现象产生和发展的过程。引起土体失稳的变形局部化现象，普遍存在于边坡、堤坝、地基、挡土墙等岩土工程领域。
  
在室内试验中，可以清楚地观察到土样在失稳过程中常常伴随着宏观剪切带的产生。这种现象表明了土体失稳和应变局部化现象存在必然的内在联系。只有从理论上揭示土体变形局部化发生和发展的机理，合理的判别土体的失稳状态，才有可能比较准确的预测土体变形及其临界破坏状态。
  
针对土体应变局部化的这一难题，本文主要从以下四个方面入手：
1．研究应变局部化产生的条件
2．探讨土体失稳、破坏的力学机理
3．分析本构模型对土体失稳判别准则的影响
4．研究土体应变局部化形成后的应力应变性状
  
应变局部化可视均匀变形的应力应变特性发生分叉的一种失稳现象。借助于数学上的分叉理论分析均匀土样产生局部化变形的分叉条件，得出了小变形条件下触发应变局部化产生的判别准则的三维解析。利用解析形式的判别准则，分析土体在平面应变条件下剪切带形成的方向性。通过应变局部化理论与土力学的剪切带经典理论的对比分析，从而揭示了室内试样剪切带呈现特定方向性的一般机理。
  
理论研究进一步分析土体失稳和土体破坏的力学机理。理论分析表明应变局部化与土体失稳在机理上并不完全一致，应变局部化现象也有别于保持均匀变形的弹塑性变形的终了状态－土体破坏的机理。研究表明，一方面在平面应变应力状态下，应变局部化（局部型变形分叉）产生是导致土体失稳的条件。另一方面在轴对称应力状态下，伴随土体均匀变形的发展直至最终的弹塑性临界破坏状态将不会有变形局部化现象的产生。在轴对称应力状态下，理论研究进一步表明了土体失稳是整体均匀变形场的分叉（扩散型变形分叉）结果。基于有限变形理论分别推导了平面应变和轴对称问题的隐式判别准则，理论分析结果与常规试验所观测的现象是一致的。
  
土体失稳的变形分叉理论分析试验结果发现，基于传统本构模型的变形分叉理论不能准确的预测土体失稳状态。研究表明，传统的本构模型隐含了应力和塑性应变率的共轴条件。一般而言，采用共轴理论预测的失稳状态要明显早于试验测得的应力峰值点。此外，采用共轴本构理论分析所得的围压对剪切带的角度影响特性也与试验结果不符。由此引入了本构模型的非共轴理论来分析土体变形分叉的失稳现象。通过与共轴的本构理论进行对比分析，研究结果表明，采用非共轴理论的本构模型能够合理地判别土体的失稳状态，理论预测剪切带的倾角随围压增大而减小的变化规律也与试验结果一致。
  
对土体变形分叉后的软化应力应变特性进行了机理性的研究。限于常规的应变软化本构模型不是土体软化应力应变特性的真实反应，这里有必要对剪切带域内的土体引入合理的本构模型；此外，常规的有限元方法在求解应变局部化问题时，常常受到单元尺寸敏感性的困扰。为了克服这些难题，给出一种基于整体坐标的应变局部化的复合体理论，将剪切带内部材料视作为一种不同于带外土体材料，带内土体采用软化特性的应力-位移本构模型，而带外土体依然保留变形分叉前的硬化型应力-应变模型。对于一维问题的分析，复合体模型被证明能够有效克服数值计算过程中的有限元单元尺寸的敏感性。通过排水条件下的平面应变试验结果对复合体模型进行的验证，表明土体失稳后的软化变形特性与理论预测基本一致。
  
——摘自师兄的博士论文摘要
  
需要了解这方面的内容，可以和同济大学黄茂松教授请教！

taomj

Here is a big guy in the research area, who is a professor at Stanford University. And his homepage link is below: http://www.stanford.edu/~borja/pub/publications.html, where you can download most of his papers with respect to STRAIN LOCALIZATION as well as CAM-CLAY NUMERICAL IMPLEMENTATION.

azhong

应变局部化的数值描述用Flac能描述，但有剪切带的宽度不能解决的问题。
用颗粒流(particle flow)可以解决这个问题。
渐进破坏，残余强度，应变局部化，剪切带这四个问题在岩土问题提到时是不能分开的。沈珠江有这个方面的论述。他有个论文叫<土体应变局部化(剪切带)的研究现状>可以看一下。见附件。
我也在学这方面的东西。希望有关高人多指教!!!!

我为FLAC3D狂

to tsintsun:
我对剪切带很感兴趣,你能不能把你师兄的博士论文贴上来?不胜感激!期待中!