高压水工隧洞流固耦合，衬砌为实体弹性渗透

zhuangjinbin

1、隧洞埋深取80米，建立50*50*50模型，隧洞中心点坐标为（0 0 -25）
   模型顶部施加上部岩体自重应力作为顶部边界条件，暂取地下水为充满整个模型，命令流如下：
config fluid                                          
;----------流体模型参数----------
model fl_iso
prop perm 4.08e10-11 poro 0.3                          
set fl biot off
ini fdensity 1e3
ini sat 1.0
ini fmod 2e9 ftens -1e-3                  
ini pp 0 grad 0 0 -1e4 range z -50 0         
fix pp 0 range z -0.1 0.1
;----------力学参数----------
def derive0
  b_mod0=Emod/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio))
  s_mod0=Emod/(2.0*(1.0+p_ratio))              
end
set Emod 8e9                                                  
set p_ratio 0.25                                    
derive0

model mohr
pro den 2400 bulk b_mod0 shear s_mod0 coh 8e5 fric 40

;----------位移边界条件----------
fix x range x -24.9 -25.1
fix x range x 24.9 25.1
fix y range y -0.1 0.1
fix y range y 49.9 50.1
fix x y z range z -49.9 -50.1
;----------初始条件----------
apply nstress -1.5e6 range z -0.1 0.1
ini szz -1.5e6 grad 0 0 2.6e4 range z -50 0
ini sxx -1.5e6 grad 0 0 2.6e4 range z -50 0        ;侧压力系数k取0.8
ini syy -1.5e6 grad 0 0 2.6e4 range z -50 0
set grav 0 0 -10
set mech ratio 5e-5
Solve

ini xdis=0 ydis=0 zdis=0
ini xvel=0 yvel=0 zvel=0
                                                      
;----------隧洞开挖及施加反力模拟应力释放----------

model null range gr 隧洞 any gr 衬砌1 any gr 衬砌2 any

;----------应力释放---------
set fluid off mech on
fix pp                                                  
def sup_stress
lumda=0.7
o_press=-1.36e6                                 
s_press=o_press*lumda
o_grad=2.4e4
s_grad=o_grad*lumda
end
sup_stress
apply nstress s_press grad 0 0 s_grad range x -3.6 3.6  z -28.6 -21.4       ;g0=s_grad=1.68
set mech ratio 1e-4       
Solve
衬砌施作
apply nstress 0 range x -3.6 3.6 z -28.6 -21.4           
set fluid on mech on
free pp                                                   
model fl_null range gr 隧洞 any gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any            
fix pp 0  range gr 隧洞 any gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any   
model el range gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any
model fl_iso range gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any
prop bulk 4.642e8 shear 8.974e8 poro 0.05 perm 4.08e10-12  range gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any  
set mech ratio 1e-4
solve

zhuangjinbin

1、隧洞埋深取80米，建立50*50*50模型，隧洞中心点坐标为（0 0 -25）
模型顶部施加上部岩体自重应力作为顶部边界条件，暂取地下水为充满整个模型，命令流如下，为什么施加衬砌之后计算难以收敛，且查看衬砌的smax最大主应力超过几十兆帕，远远超于极限抗拉强度，是哪里出错了？哪个兄弟帮忙看下啊，或者提供下可能错在哪里的思路 急用，万分感谢。调试好多遍模型了，还是得不到理想的结果，谢谢了，可能对流固耦合了解不够。

zhuangjinbin

zhuangjinbin

希望能提点修改的意见  谢谢

rmy

网格文件可否发来

zxb911

prop perm 4.08e10-11 ，这是何意？

dongxx0221

config fluid                                          
;----------流体模型参数----------
model fl_iso
prop perm 4.08e10-11 poro 0.3                          
set fl biot off
ini fdensity 1e3
ini sat 1.0
ini fmod 2e9 ftens -1e-11
ini pp 0 grad 0 0 -1e4 range z -50 0         
fix pp 0 range z -0.1 0.1    ？？？
;----------力学参数----------
def derive0
  b_mod0=Emod/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio))
  s_mod0=Emod/(2.0*(1.0+p_ratio))              
end
set Emod 8e9                                                  
set p_ratio 0.25                                    
derive0

model mohr
pro den 2400 bulk b_mod0 shear s_mod0 coh 8e5 fric 40

;----------位移边界条件----------
fix x range x -24.9 -25.1
fix x range x 24.9 25.1
fix y range y -0.1 0.1
fix y range y 49.9 50.1
fix x y z range z -49.9 -50.1
;----------初始条件----------
apply nstress -1.5e6 range z -0.1 0.1
ini szz -1.5e6 grad 0 0 2.6e4 range z -50 0
ini sxx -1.5e6 grad 0 0 2.6e4 range z -50 0        ;侧压力系数k取0.8
ini syy -1.5e6 grad 0 0 2.6e4 range z -50 0
set grav 0 0 -10
set mech ratio 5e-5

set fluid off mech on
ini fmod 0
Solve

ini xdis=0 ydis=0 zdis=0
ini xvel=0 yvel=0 zvel=0
                                                      
;----------隧洞开挖及施加反力模拟应力释放----------

model null range gr 隧洞 any gr 衬砌1 any gr 衬砌2 any

;----------应力释放---------
set fluid off mech on 删掉
fix pp   ？？                                              
def sup_stress
lumda=0.7
o_press=-1.36e6                                 
s_press=o_press*lumda
o_grad=2.4e4
s_grad=o_grad*lumda
end
sup_stress
apply nstress s_press grad 0 0 s_grad range x -3.6 3.6  z -28.6 -21.4       ;g0=s_grad=1.68
set mech ratio 1e-4        
Solve
衬砌施作
apply nstress 0 range x -3.6 3.6 z -28.6 -21.4
         
set fluid on mech on
ini fmod 2e9
free pp    ？？                                       
model fl_null range gr 隧洞 any gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any            
fix pp 0  range gr 隧洞 any gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any   
model el range gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any
model fl_iso range gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any
prop bulk 4.642e8 shear 8.974e8 poro 0.05 perm 4.08e10-12  range gr 衬砌1  any  gr 衬砌2  any  
set mech ratio 1e-4
？？？主从步设置？
solve

zhuangjinbin

dongxx0221 发表于 2016-12-23 12:38
config fluid                                          
;----------流体模型参数----------
model fl_i ...

试了下应该是实体单元衬砌靠围岩侧的渗流边界错了  ,施加衬砌后应该要把外围节点free pp ，哥们怎么看呢？你标注的红色字体怎么解释 呢？ 有空的时候指导下啊，谢了 ！

zhuangjinbin

rmy 发表于 2016-12-23 09:09
网格文件可否发来

MIDAS 导入的  

zhuangjinbin

zxb911 发表于 2016-12-23 10:36
prop perm 4.08e10-11 ，这是何意？

渗透系数。

rmy

zhuangjinbin 发表于 2016-12-23 13:27
MIDAS 导入的

我晓得你前处理是用别的软件生成的，我要导入flac3的网格文件，也就是网格模型

zxb911

zhuangjinbin 发表于 2016-12-23 13:27
渗透系数。

渗透系数这么表示恐怕有问题吧

zhuangjinbin

zxb911 发表于 2016-12-23 19:59
渗透系数这么表示恐怕有问题吧

那应该怎么表示，求指点，还有其他还有哪些有错误不。模型调试不是很理想。

zhuangjinbin

dongxx0221 发表于 2016-12-23 12:38
config fluid                                          
;----------流体模型参数----------
model fl_i ...

这个模型直接一次性开挖，进行力学应力释放之前，如果标注红色字体的fix pp 没加上去的话，是否水都会从开挖的围岩边缘流掉，再施加衬砌的话是不是跟实际区别更大，虽然我这样也不合理，有什么更好的处理办法吗  博士指点指点迷津

zhuangjinbin

zhuangjinbin 发表于 2016-12-23 20:34
那应该怎么表示，求指点，还有其他还有哪些有错误不。模型调试不是很理想。 ...

拷贝进来的时候错了 是e-11

zxb911

同为新手，其他的我也看不出，见谅

zhuangjinbin

dongxx0221 发表于 2016-12-23 12:38
config fluid                                          
;----------流体模型参数----------
model fl_i ...

嗯嗯，那你标注的那几处红色字体为什么要这样呢？能否说下，费点时间帮下大忙，万分感谢。