[原创]adina做多孔介质(固结）分析时的问题的回答

shaoyu1979

整理了一下adina做多孔介质(固结）分析的问题，结合自己的体会总结如下，希望能够有所帮助：
1)  Adina所依据的是biot方程，包括biot静力固结方程和biot动力方程。因此可以作静力固结分析和动力分析，只要在adina模块选择相应的分析类型static或 transient dynamic。静力分析通常可以求孔隙水压，应力，位移等随时间的分布，用来做固结分析。动力分析中考虑了土骨架的惯性力，用来分析动力载荷如交通载荷，地震作用下固结，动水压力的变化，液化等。（当动水压力大于土体的有效重力时发生，当然这只是简单的判断）
2)  Adina中的多孔介质材料是固体材料加上多孔介质属性，在该属性里可以定义渗透系数和孔隙率。而在上面的推导中可以看到，没有用到线性材料的假定，因此，adina中的所有材料包括线性和非线性如Drucker-Prager，Mohr-coulomb，Cam-clay材料等。理论上各种材料都是适用的，由网友提到过有些材料可能会收敛困难，这只能从较小时间步，修改收敛准则，更好的划分网格来解决。
3)  Adina的渗透系数是动力渗透系数的概念，即k‘=k/r ，而不是通常的k，于是它的单位是速度单位/重度。 r是指流体的重度，而不是指其他。
4)  从Adina的控制方程来看，n应该为孔隙率，而不是孔隙比，有网友提到过，该值得设置可以大于1，而因此断定n为孔隙比。另外，土体材料属性的定义里的密度应是混合物密度还是土颗粒密度（干土重度）？个人倾向于认为是孔隙率和干土重度（需要验证）。
5)  在Adina的控制方程的推导过程来看，没有用到小应变和小变形的假定，adina用materially-nonlinear-only formulation来解小变形小位移情况，TL格式来解大位移/小变形的情况，用UL格式来处理大应变大位移。
6)  Adina只是在单元的角点设置孔压自由度，如果用运用二次或三次等高阶单元，那么在中间结点只有位移自由度，而没有孔压自由度。并且建议采用位移比孔压高一阶的自由度，可以解决由于“零能模式”导致的解的振荡性
7)  孔隙流体是不可压缩的或者可轻微压缩的（这对于常规问题是容易满足的），多孔介质是完全饱和的，不能解非饱和的情况。孔隙液体在孔隙中的流动引入了darcy定理。

shaoyu1979

ADINA固结分析的建模和求解设置问题
1)  在分析过程中应该关闭刚度特征值检查，否则可能会因为特征值为零或变负而终止计算。
2)  在动力分析中，时间步很有艺术性，理论上隐式求解无条件稳定，但是小的时间步和大的网格可能会导致”Z”字型的振荡。通常使用逐渐增大的时间步。
3)  孔压自由度仅仅在单元角点设置，因此如果使用高阶的位移单元，在后处理的时候，adian在边的中点插值。
4)  多孔介质问题的单位制问题可参考adina公司的网上资料
5)  多孔介质里可以计算接触问题，如可以计算饱和土中桩土相互作用问题。
6)  地应力处理问题：在做固结计算前，最大做一下地应力处理问题(可参考adina公司的网上资料)，这样做的目的是为了更符合工程实际，而并不是说作固结计算非要第一步做地应力处理不可。
7)  Adian还可以处理跟温度有关的固结。即温度，时间，多孔介质相互耦合

lichengzhu7

頂，摟主總結的不錯

shaoyu1979

再增加一条
8）不支持用户材料的Porous选项。如果需要用自定义的材料模型做固结，用二次开发中的Consolidation选项。是TMC耦合分析

ADINA2005

好啊，每次来看都能长长见识啊

lakewater

用来分析动力载荷如交通载荷，地震作用下固结，动水压力的变化，液化等。（当动水压力大于土体的有效重力时发生，当然这只是简单的判断）

请问基于Biot理论的液化计算有没有实例？
因为动力耦合方面的计算，据我所知还是很少有软件可以实现液化计算的，我熟悉的FLAC可以，abaqus却不可以，版主能否提供这方面更详细的介绍或者实例。

shaoyu1979

有时间我是一下，在周期载荷作用下，土体的孔隙水压是能够上升的，但是要完全解决问题还是需要有更好的动土本构，可惜adina的本构都是静力本构，并且自定义开发的材料不能用porous meida属性。所以限制了它的一些应用吧。

我也试图用abqus解决该问题，但abaqus最多只能算固结问题，他的动力方程中不考虑加速度项。因此abaqus是不能算这些问题。

LAkewater兄，能否把flac算的原理和特点说一下，要有实例就更好，也让我们学习一下。

308895124

luohy1725

是处理土壤方面的问题吗？

dhadhaaa

那个温度有关的多孔能介绍一下吗？ adina里边的多孔都是饱和的吧？

nickcoom

dhadhaaa 发表于 2011-11-18 10:28
那个温度有关的多孔能介绍一下吗？ adina里边的多孔都是饱和的吧？

是的

dhadhaaa

nickcoom 发表于 2011-11-18 12:29
是的

  真简洁啊