急问高手：如何模拟土体的冻胀问题？

zxy8864

各位老师好，我现在想使用adina模拟一个土体冻胀题。这个问题整体上来说，是一个隧道端头冻结加固的实例。
通过打进土里的冻结管，对土体进行人工降温，使土体冻结成块，起到支撑和防水的作用。冻结之前，原地层进行过水泥土加固。

我的思路是使用热力耦合的方式进行模拟。
现在我已经初步建立好了一个温度场模型，但在进行下一步的应力场耦合中没有了方向。

现在初步想法是使用各向同性的温度材料来进行定义，但其中的几个参数都不知如何选取。
具体问题如下：
1、水泥土的杨氏模量应如何取值？
2、假设杨氏模量为100Mpa，在填写过程中应写100，还是100E6？
3、平均热膨胀系数应如何取值？我现在通过实验，取得了土体的冻胀系数，这和热膨胀系数有关系吗？
4、冻胀模拟过程中，土体材料的定义和摩尔库伦模型有关系吗，如果有，应如何使用？
5、如果我的思路不对，还请各位老师指正，多谢多谢！

特将温度材料定义对话框附图如下

jianghhu

呵呵，楼主思路有问题啊，土体冻胀，是由于孔隙水由液态变固态，体积膨胀导致的吧，跟温度场有半毛钱直接关系吗？

这个土体冻胀问题和一般的固体热胀冷缩的热应力问题不具备相似性，从理论上讲是不通的。

个人看法，仅供参考。

zxy8864

jianghhu 发表于 2013-1-9 21:38
呵呵，楼主思路有问题啊，土体冻胀，是由于孔隙水由液态变固态，体积膨胀导致的吧，跟温度场有半毛钱直接关 ...

的确如此，真正做的话其实应该是整成水热力三场耦合，但那样难度就太大了，真要整得好博士都够毕业了。
现在是想简化做成热力耦合的东西，不考虑水分迁移作用。

lookcity

冻胀和温度场肯定有关系的。不降到一定温度水分是不会冻结的，和温度梯度和降温速率、土体性质、负载等也有关系。

lookcity

但却是是不能简单的按热涨冷缩来考虑的。

rock.li

那要看模拟到什么程度，不同模型效果不同，adina能做到什么程度，拭目以待。

s20120016

楼主加油，这类问题没遇到过，静等楼主分享结果

AAABBBCCC

加油啊，楼主。等你的好东西出来分享

下自成蹊

jianghhu 发表于 2013-1-9 21:38
呵呵，楼主思路有问题啊，土体冻胀，是由于孔隙水由液态变固态，体积膨胀导致的吧，跟温度场有半毛钱直接关 ...

对，这个是相变问题，复杂不少，看有没有相关的精确表达的物理公式

武汉游侠

这不是把简单问题复杂化了，这与力学的原理是背道而驰的。
我觉得你就把材料等效成温度相关的，温度越低E越大。
这种才有实现的可能。
如果做成两场或三场耦合和相变的话，不说能否实现的问题。
做的这么累还没实现的可能，这就没有意思了。