巨观的应力张量152结合有限元素分析软体.ppt

Soil Constitutive Model in Finite Element Analysis Microplane , Analysis softwave:Plaxis, User-defined soil model 土壤組成模式在有限元素分析上之應用 指導老師：張光宗 學生：利寧真 2010年11月8日 1 前言 2 研究方法、流程 3 參考文獻 Outline 4 目前研究成果 5 後續研究方向 * * 前言 研究動機 伴隨人類經濟活動的規模擴大，大地工程的開挖或堆填作業有朝著高、深、大、難方向發展的趨勢，在分析及計算工程所涉及的土體穩定時，往往需藉由數值分析方法及組合律(constitutive law)的模型應用，以研判開挖或堆填過程的土體穩定性，並期望能正確地反映及回饋設計考慮。 土壤在塑性狀態下應力-應變關係是非線性的，而且還與應力路徑、應力歷史、載入、卸載等狀態有關；在土壤彈塑性行為的數值模擬方面，工程實際與數值分析的差異主要被歸因於兩個方面，一是土壤性質參數不準確，二是組合模型不適合。 * 研究目的 前言 1. 研究組成模式的參數的相依和相關性，減少參數的數量，並 使用容易決定的參數，使組成模式可用來模擬砂土在單調荷 重下的行為。 2. 發展組成模式，使其不僅可模擬單調荷重，也可以模擬反覆 荷重下，砂土的變形行為。 3. 檢討組成模式的適用性，使其成為一個砂土和粘土通用的組 成模式。 1 前言 2 研究方法、流程 3 參考文獻 Outline 4 目前研究成果 5 後續研究方向 * * 研究方法 ◎有限元素軟體 Plaxis 2D ◎程式語言 C++、 Fdortran 、 Matlab * 研究流程 開挖工程 (3個案例) 紅菜坪地滑事件 (位移量) 結果與討論 組合模式研究之心得討論 減少參數的數量 12個參數(Chang2006) 材料之應變行為分析 (緊砂、過壓密粘土-應變軟化) 建立組成模式 微觀與巨觀之方程 修正參數 模型驗證 傳統三軸試驗驗證_有限元素法試算 組合模型有限元素法試算結果與監測資料之比對 文獻收集 推導分析微平面理論 案例分析 建立 組合模式之關係矩陣 撰寫所發展的組成模式程式 1 前言 2 研究方法、流程 3 參考文獻 Outline 4 目前研究成果 5 後續研究方向 * * 參考文獻 1. Chen,?W.F. and Saleeb,?A.F.?(1994) ?組合律： 連續介質材料定義下，聯繫材料應力與應變關係的一套方程組。 ?方法： (1)建構具有可靠力學依據的應力-應變關係模型，並以函數形式表達其 應力-應變關係； (2)研選、校正模型的材料參數，直到模型的運算結果能在合理的誤差 範圍內反映實驗(或現場)資料。這種依據理論方法建構組合律， 並配合實驗。 ?這種依據理論方法建構組合律，並配合實驗 數據及現場資料驗證組合關係的理論模型， 通常稱為組合模型（constitutive model）。 * 參考文獻 ?微平面 理論基礎 ( Microplane model ) ?發展的微平面模型， 應用於混凝土受反覆荷 重的應力-應變行為的 分析中。 ? M1、M2、M3、M4。 2. Bazant ZP, Caner FC, Carol I(2000) * 參考文獻 3. Schweiger and Schuller(2000) 4. Chang and Sture(2006) 儘管土壤組成模式的發展已有很大的進展，但是很多土壤組成模式仍未能模擬或解釋土壤的一些重要行為： 異向性行為 小應變的行為 部分飽和土壤的行為 受應力軸轉動下的行為 剪裂帶的形成及尖峰強度後的行為 將Bazant et (2000)的微平面模型為基礎，發展了一個組成模式，它可以有效的模擬砂土受應力軸轉動的影響，和發展研究異向性的行為。 1 前言 2 研究方法、流程 3 參考文獻 Out