plaxis注意点必读.docx

1、plaxis注意点必读plaxis注意点必读一(输入前说明 1. 在平面应变分析里，由指定位移计算所得的力，是平面外单位长度上的力(z方向，见图)。轴对称分析计算所得的力(力-X，力-Y)，是作用于对角弧度为1的圆弧边界上的力。因而，要得到与整个问题对应的力，这些分力应当乘以因子2。轴对称分析问题的其他计算结果，是按单位宽度而不是按单位弧度给出的。在所有输出数据里，压应力(包括孔隙压力)和压力设为负值，而拉应力和拉力设为正值。 二(输入前处理 1. 平面应变模型，适用于断面(大致)均匀的几何形状，其中垂直于断面(z-方向)一定长度上的应力状态和加载机制是相同的。z 轴方向上的位移轴正应力。和应

2、变设为零。但是，完全考虑了z 轴对称模型，适用于径向断面(大致)均匀的圆形结构，加载机制围绕中心轴，设沿任意径向的变形和应力状态一致。注意:轴对称问题的x坐标表示半径，y 坐标对应于对称轴线。不能使用负x 坐标值。选择平面应变或轴对称，意味着二维有限元模型的每个节点，只具备2个平移自由度(即x-和y-方向)。 2. 板用来模拟地层中的细长形结构对象，具有相当的抗弯刚度(或弯曲刚度)和轴向刚度。板可以模拟沿z方向延伸的挡土墙、板、壳体或衬砌的影响。最重要的参数是抗弯刚度(弯曲刚度)EI 和轴向刚度EA。 由以上两个参数可以用下式计算出板的等效厚度deq : 3. 土工格栅是具有轴向刚度而无弯曲刚

3、度的细长形结构。土工格栅只能承受拉力，不能承受压力。该类对象一般用来模拟土体的加固作用。和点对点锚杆相组合的土工格栅，可以用来模拟地层锚杆。在这种组合情况下，土工格栅用来模拟锚杆的锚固段，而点对点锚杆用来模拟锚杆的自由段。 4. 用界面单元可以研究结构对象(挡土墙、板、土工格栅等)和周围土体之间充分的相互作用。可以使用一个加号(+)或减号(-)，来标注沿同一条几何线上可能出现的两个界面。这里的加减号仅仅是为了区别不同界面，并没有什么物理意义，对计算结果也无影响。 5. 点对点锚杆:点对点锚杆是用两点之间的一根弹簧来模拟的。一个点对点锚杆，是用一个常轴向刚度的弹簧来模拟的，它具有两个节点。该单元

4、既可受拉也可受压。最大拉力和压力受破坏荷载的限制。这些属性可以在锚杆的材料数据库里输入。在计算阶段把分步施工作为荷载输入，可以激活或关闭点对点锚杆，或施加预应力。 6. 锚锭杆是用一端固定的弹簧来模拟的。应用锚锭杆可模拟板桩墙支撑(或支柱)。锚锭杆必须总是和现有的几何线相连，但不一定必须连接到现有几何点位置。锚锭杆用一个转动某一角度的T表示( | )。所绘图形T的长度是任意的，并不具有任何特定物理含义。默认情况下，锚锭杆位于正x-方向，即在 x，y-平面内的转角为零。双击图形T的中部，弹出锚杆属性窗口，通过它可以修改锚杆在x，y-平面内的方位角。定义该角正向为逆时针方向，即由正x-方向转向y-

5、方向。另外，可以在属性窗口输入锚杆的等效长度。该等效长度定义为，连接点到假想位移为零的锚杆底端之间的距离。 7. 每个界面有一个虚拟厚度，是用来定义界面材料性质的假想尺寸。虚拟厚度等于虚拟厚度因子乘以平均单元尺寸。平均单元尺寸取决于二维网格生成的整体粗疏度设置。虚拟厚度因子的默认值为0.1。 8. (1)排水性状:该设置不产生超静水压。很明显，它适用于干土，以及由于高渗透性(砂土)和/或缓慢加载的完全排水条件。该选项也可以用来模拟长期岩土性质，其中不需要模拟不排水加载和固结的精确历史。(2)不排水性状:该设置用于研究超静水压的完全发展过程。由于低透水性(粘土)和/或快速加载，孔隙水渗流有时可以

6、忽略。 所有定义为不排水的类组都是不排水的，即便该类组部分或全部在水位以上。注意，要输入有效的模型参数，即 、 、 、? ，而不是EvcEu 、vu 、cu ( ) u s 和u ? 。除土骨架的刚度和强度，PLAXIS 增加一个水的体积压缩刚度，并区分总应力、有效应力和超孔压。 这里， p 是总平均应力的增量， p 是有效平均应力的增量， w p 是超静水压的增量。B 是Skempton B 因子，表示超静水压增量与总平均应力增量的比例。u K 是不排水体积模量， K 是土骨架的体积模量， w K是孔隙流体的体积模量，n 是土体孔隙率，而v 是体积应变增量。对于不排水性状，PLAXIS 不采

7、用实际的水体积模量，因为这可能导致刚度距阵的病态和数值计算的困难。实际上，在默认情况下，土和水的总压缩刚度(相对于等向压缩)，定义为如下隐含的不排水体积模量:这就导致了孔隙水的轻度压缩，因而B 因子略低于1.0。因而，在各向同性加载时，总有百分之几的荷载引起有效应力，至少对于有效泊松比取小值的情况是如此。对于不排水材料性状，有效泊松比应小于0.35。泊松比取更大的值，则意味着水对于土骨架而言其刚体不够大。 9. 非多孔性状: 使用该设置的类组，不论是初始孔压还是超静水压，都不予考虑。有关应用可以在模拟混凝土或结构性状的例子里找到。非多孔性状通常和线弹性模型组合应用。输入的饱和容重和渗透性参数对

8、非多孔材料是无效的。非多孔材料类型可以用在界面上。要完全阻隔通过板桩墙或其他不透水结构的渗流，周围界面可以有一个单独的材料数据组，其材料类型设为非多孔。非多孔材料只和非饱和容重有关，它的大小就等于总容重。 10. 渗透性的量纲为单位面积上的流量，简化表示为长度每单位时间。也就是所谓的渗透系数。只有在固结分析和地下水渗流计算时，需要输入渗透性参数。此时，需要确定所有类组的渗透系数，包括当作完全不透水来对待的几乎不透水层。PLAXIS 区别水平渗透系数kx和竖向渗透系数ky，因为某些岩土类型(比如泥炭)的水平方向渗透性和竖向方向渗透性差异很大。 要模拟几乎不透水的材料(比如混凝土或无裂隙的岩石)，

9、应当输入一个相对于周围土较低的渗透系数，而不是实际的渗透系数。一般低于1000倍就可以得到令人满意的结果。 11. 渗透性变化(ck):建议只在采用软土(蠕变)模型的情况下应用变化的渗透系数。此时，ck值一般为压缩指数Cc的数量级。对其它模型， ck保留其默认值，即1015。 12.孔隙比(einit，emin，emax):孔隙比e和孔隙率n有关(e = n /(1-n)。一些特殊的选项要用到孔隙比。初始孔隙比einit是初始条件下的孔隙比。每一步计算是根据初始孔隙比和体积应变v 来得出实际孔隙比的。13. 弹性模量:在岩土力学里，初始斜率通常用E0表示，对应于50%强度的割线模量记为E50(

10、见图3.25)。对于有很大线弹性范围的高度超固结粘土和岩石，使用E0是符合实际的;而对于砂土和接近正常固结的粘土，使用E50更合适。土的初始模量和割线模量会随着围压增加而增加。因而，深层土的刚度会比浅层土更大。另外，观察到的刚度还取决于应力路径。卸载和再加载条件下的刚度，比最初加载条件下的刚度要高得多。还有，用弹性模量表示的土体刚度，在排水压缩条件下的观测值，一般小于在剪切条件下的观测值。所以，当使用刚度模量常数来描述土体性状时，应当选择符合应力水平和预期应力路径的值。注意，PLAXIS的高级模型里考虑了某些岩土性状对应力的依赖性，见材料模型手册。对摩尔-库伦模型，PLAXIS提供一个特殊选项

11、，用来输入随深度增加的刚度(见高级参数)。 14. 泊松比(v): 标准三轴排水试验在轴向开始加载时，可能会产生一个明显的体积缩小率。这就对应于一个低的泊松比初始值(v0)。在某些情况下，例如特殊卸载问题，可能应用这样的低泊松比初始值是符合实际的。但是，在应用摩尔-库伦模型时，一般建议使用较大值。 当弹性模型或摩尔-库伦模型用在模拟重力加载(在塑性计算里Mweight 从增加到1)时，泊松比很容易确定。对于这类加载，PLAXIS需要给出的实际比值。因为这两类模型都会给出一维压缩的常见的比值，由此很方便确定一个泊松比来得到符合实际的K0。也就是说，是通过和K0对应来估计v值的大小。这些处理初始应

12、力分布的有关内容，在附录A里有更详尽的阐述。v值的大小在很多情况下都介于0.3和0.4之间。这个值除了可以用在一维压缩的情况，也可以用在其他的加载条件。对于不排水性状，建议输入泊松比的有效值，并选择材料性状的类型为不排水。这样，根据大小为0.495的隐含不排水泊松比(见不排水性状)，PLAXIS会自动增加一个孔隙流体的体积压缩刚度。在这种情况下，此处输入的有效泊松比应当小于0.35。使用较大的泊松比意味着，模拟不排水性状时，水对应于土骨架而言不具有足够的刚性。 15. 内聚力(c):内聚力强度具有应力的量纲。PLAXIS可以处理无粘性砂土(c = 0)，但是在这种情况下一些操作可能会不理想。为

13、了不使问题复杂化，建议经验不足的用户至少输入一个较小的值(c 0.2 kPa)。PLAXIS提供一个特别选项用来输入土层，土层上的内聚力随深度增加而增加(见高级参数)。16. 摩擦角(? ):摩擦角? (phi)的输入单位为度。大的摩擦角比方有时从密砂得出的会使塑性计算量增加很多。 计算所需要的时间大体上随摩擦角呈指数增加。因而，在针对某个特定工程项目J进行初始计算时，要避免出现大摩擦角。在用到的摩擦角大于35度时，计算时间会大大延长。 17. 剪胀角( ):剪胀角 (psi)用度表示。除非是高度超固结土层，粘土根本无剪胀性(即 =0 ) 。砂土的剪胀性取决于密度和摩擦角。石英砂的剪胀角范围为

14、 ? ? ? 30? 。但是，在大多数情况下，因为? 小于30，剪胀角就等于零。只有极其疏松的松砂的 略低于零。 18. 界面强度 (Rinter ):弹塑性模型用来模拟土-结构相互作用的界面的性状。Coulomb准则用以区别弹性性状(即在界面内可以出现小位移)和塑性界面性状(即可能出现永久滑动)。 , 刚性:该选项用在界面不得影响周围土体强度的情况下。比如，位于结构物角区附近的扩展界面(见图3.13)不是用来体现土-结构相互作用的，不应该带有强度损失的特点。应该给此类界面分配刚性设置(对应于Rinter =1.0)。这样，包括剪胀角i 在内的界面属性和数据组里土的属性相同，除了泊松比i之外。

15、 , 手动:如果界面强度设为手动，可以手动输入Rinter 的值。一般，对于实际的土-结构相互作用，界面比相邻土层的强度低，柔性大。也就是说，界面的Rinter 应小于1。在有关文献里，可以找到土体内各种类型的土和结构相互作用的Rinter 的适宜值。在缺少针对给定情况的资料时可以假设Rinter 为2/3。一般不会采用大于1 的Rinter 值。 , 19. 实际界面厚度():实际界面厚度 代表的是，介于结构和土之间的剪切区的实际厚度的参数。在界面与HS岩土模型共同使用时， 的取值才很重要。实际界面厚度通常是平均粒径大小的几倍。该参数在采用剪胀截断选项时用于计算界面孔隙比的变化。界面的剪胀截断，可能在准确计算抗拔桩承载力的时候很重要。 20. 位于结构角区下方或周围的界面:为了避免应力振荡，在结构的角区下方或周围布置延伸的界面(见第3.3.5节)。这种界面并不是用来模拟土-结构间相互作用的性状，而只是为了允许界面具有足够的柔性。因此，当这种界面单元的Rinter取值小于1时，就降低了地下工程的强度，这是不符合实际的。这可能造成土的性状不符合实际，甚至破坏。因此，建议新建一个单独的数据组，其Rinter值等于1。这样的数据组只分配给这些特殊的界面单元。操作方法是:把相应的数据组分配给各个界面(虚线)，而不是分配给相关的土体类组(虚线闪红色;相关的土体类组