Моделирование трёхосного испытания образца грунта
Содержание
Тип задачи:
Верификация упругопластической модели с упрочнением грунта (Hardening Soil)
Тип верифицируемых КЭ:
15-узловые элементы грунта (PLAXIS 2D)
10-узловые элементы грунта (PLAXIS 3D)
Данный пример используется для проверки возможностей расчета упругопластических деформаций в PLAXIS с применением упругопластической модели с упрочнением грунта Hardening Soil (HS). Задача заключается в моделировании трехосного нагружения образца.
Модель трехосного испытания показана на рис. 1 для PLAXIS 2D и PLAXIS 3D. В PLAXIS 2D моделируется квадратный образец размерами 1 м х 1 м. Правой и верхней границам модели назначаются линейно распределенные нагрузки. В PLAXIS 3D для модели используется кубический образец размерами 1 м х 1 м х 1 м. Указанные размеры выбраны из соображений упрощения вычислений. Поверхностные нагрузки назначаются правой, верхней и фронтальной граням модели.
Рис. 1. Модель трехосного испытания: геометрия и условия нагружения
Как показано на рис. 1, боковые напряжения $σ_2$ и $σ_3$ представлены распределенными нагрузками на правой и фронтальной сторонах соответственно, а осевое напряжение $σ_1$ представлено распределенной нагрузкой, приложенной к верхней части модели.
Поведение грунта моделируется с помощью модели Hardening Soil. Удельный вес $γ$ устанавливается равным 0. Остальные свойства материала:
Для создания сетки для модели в PLAXIS 2D и PLAXIS 3D (рис. 2) используются экспертные настройки сетки (для Global coarseness (Крупность сетки) выбирается опция Very coarse); относительный размер элемента (Relative element size) выбирается равным 20.00, для всей геометрии используется коэффициент крупности (Coarseness factor), равный 1.0.