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Cable结构元简要回顾(Cable Structural Elements)

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1 引言

支护设计是岩土工程经常遇到的一个场景,根据支护材料的受力特征,可以把支护型式简化成各种各样的模型,例如Beam, Liner, Cable, Pile, Rockbolt, Strip, Support, Shell等。其中Cable单元和Pile单元都可以承受岩石或土的剪切力,如果不考虑弯曲刚度,那么可以用Cable单元代替Pile单元。Cable单元在地下采矿或一些深部隧道工程中主要用来模拟锚索。之所以想起这个问题,是因为有位同学问了一个题目,该题目应用到了cable单元,因此顺便对cable单元在FLAC3D, UDEC和3DEC中的命令作一简要回顾。

2 命令转换

在回顾cable命令之前,先讨论一下命令转换。相对于以前的版本,7.0版本的命令发生了较大的改变,为了使用户平稳地从低版本过渡到7.0版本,FLAC3D,UDEC,3DEC都内置了一个命令转换工具。大多数命令使用这个工具能够实现自动转换,但不是所有的命令都能一蹴而就。实践证明,对于实际问题,大多数还必须进行手工修改。下面简要描述这个题目中遇到的两个问题。

(1) 材料属性不能自动转换,这是由于在转换过程中,程序不能识别bulk是bulk-maximum,bulk,bulk-reference中的哪一个,同理程序也不能识别shear是shear-reference, shear, shear-maximum, flag-shear, shear-minimum中的哪一个。因此必须手工改正:

    zone cmodel assign mohr-coulombzone property shear 1.25e9 bulk 1.31e9 ...    friction 20 cohesion 1.42e6 ...    tension 0.81e6 ...     range group 'mudstone'

    (2) cable的拉力,由于7.0版本去掉了pretension这个关键字,因此必须手动修改。

      structure cable apply tension value 6e9

      3 Cable命令

      下面简要回顾FLAC3D, UDEC和3DEC中Cable的命令格式,尽管Cable的属性基本相同,但命令格式有所不同, FLAC3D和3DEC的格式趋于相同, 但也有一些显著的差别,例如3DEC引入了新的cable单元sel hybrid,这是FLAC3D没有的。

      3.1 FLAC3D和3DEC

      FLAC3D的命令是structure cable

        structure cable create by-line (x1,y1,z1) (x2,y2,z2) ...                                   segments [segs]structure cable property young 2e10 yield-tension 1e8 ...                                     cross-sectional-area 1.0structure cable property grout-stiffness 2e10 ...                                     grout-cohesion 1e10 grout-perimeter 1.0

        3.2 UDEC

        UDEC的命令是block structure cable

          block structure cable create begin x1 y1 end x2 y2 ...        segments 5 material-steel 2 material-grout 3 ...         material-first-node 2block struct cable property material 1 cross-sectional-area 1.81E-4 ...  density 7.5E3 rupture-tension-strain 1E30 yield-compression 1E10 ...  yield-tension 2.32E5 young 9.86E10 grout-stiffness 1.12E7 ...  grout-strength 1.75E5 spacing 1
          来源:计算岩土力学
          岩土FLAC3D3DEC材料
          著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
          首次发布时间:2022-11-25
          最近编辑:1年前
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