sigma的使用

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9.slipsurface(滑移面)
七.3.2
参数的类型有
1.Total(总应力),此时若设置A-fn、B-fn函数,则表示计算分析中孔压的变化与应力的关系;若不设置,则在计算中不会有孔压的变化,即后处理中的“pore water pressure”项为0。A-fn、B-fn函数的具体意义见第24章所述。
八.12

此项与seepw的项目file一致,不再叙述。

此项与seepw的项目file一致,不再叙述。
十一
此项与seepw的项目file一致,不再叙述。
图25求解窗口
图26求解过程图示选项窗口
十二
此项与seepw的项目file一致,不再叙述。
十三
此项与seepw的项目file一致,不再叙述。
十四
本手册以geostudio-2004为基础,这个版本的建模功能相对2007版本不是很好。但是,实际操作中也可进行某些细节处理来实现剖分单元的合理化。比如说,将大区域尽量的先以四边形、三角形剖分。合理的网格化见所示。
5.《高土石坝宽级配砾石土心墙料特性研究及数值模拟》,模型的构建、加载、E-B模型的使用、复杂模型的建立、
理论基础
学习sigma/w必须要深刻理解其所依据的基本理论,参见手册chapter 15:theory,其理论的基础是增量理论。


翻译自手册理论部分,并参考《基于Geo_Slope的深基坑复合土钉支护渗流场与应力场的耦合分析》
图21normal/tan.Stress正切应力边界条件
图22x-y stress xy方向应力边界条件
图23fluid pressure液体压强边界条件
Fn的使用与上所述一样。
水压的标注位置在边界中心点位置。
八.11
图24单元设置
此时可以这是单元的材料性质(用材料编号代替)、三角形积分点阶数、四边形积分点阶数以及单元厚度。
八.7
图18structural bar elements结构杆单元
杆单元的设置见5.8节所述
八.8
图19structure beam elements结构梁单元
可以新建、编辑、删除结构梁单元,在编辑选项下,设置梁的弹性模量(E-Modulus)、转动弯矩(Moment of Inertia)、横截面面积(cross-section area)以及起始时间步(active step),其它附加的可以设置梁单元的显示颜色(colors)及备注信息(description)。
6.save下的yes、no的选择,表示的意思是:选择yes,在后处理时,显示该#下的结果;否则,选no,不显示该#下的结果。
7.建议的是采用自动设置,将时间点即Elapsed Time设置在关键水位或需要研究的时间点下。
8.建议间隔的时间步要小于边界条件定义时的时间步差,否则将会出现较大的误差。
七.2
1.none();
2.linear-elastic(线弹),此时设置E.Modulus(弹性模量)、cohesion(粘结力)、poisson’ratio(泊松比)、phi();
参数设置以及对应有:
在线弹性模型中,cohesion与friction angle不参与结果计算。
3.anisotropic-elastic(各向异性弹性),此时设置E.Modulus(1)(弹性模量1)、E.Modulus(2)(弹性模量2)、G.Modulus(2)(弹性模量2)、p.ratio(1)(泊松比1)、、p.ratio(2)(泊松比2)、angle();
图31

与seepw相比,其不同之处见图41中的框选内容,即‘structural bar information’、‘structural beam information’
图41

对于geostudio系列软件来说,其中,最大的不同之处就是keyin项的设置。Sigma软件的keyin项内容设置见图51所示,下面仅对其不同之处进行解释。
图51
七.1
七.1.1
七.1.1.1
分析类型有以下几种:
1.load/deformation,
2.insitu1(horizontal ground surface only),
3.insitu2(general,using submerged weight),
4.coupled consolidation,
图510
很有用的加载方式!
例如“edge fluid elevation vs time”可作为常见的堤坝分级蓄水或水位下降产生的荷载。
七.3
对5.1.1节中不同的analysis type有不同的参数设置。
图511
七.3.1
材料特性模型有以下几种,在设置参数时,根据不同的参数类型(parameter type)来进行不同的设置:
七.1.2
图53
七.1.3
图54
七.1.4
当进行开挖、填筑或者固结分析时,考虑的时间作用在此项下进行设置。具体细节见
图7
时间设置有关系如下:
1.(# = 1时)Elapsed Time = Starting Time + Initinal Increment Size;
2.(# = 2、……、# of Time Steps时)Elapsed Time(本步#的)= Elapsed Time(上一步#的)+ Increment Size;
八.9
一般可以设置的边界条件类型有:位移、力、弹簧,对于梁单元还可以设置旋转条件。当设置好类型之后,在action下设置相应的数值,另外通过Fn#设置变化的边界条件。
其中的Fn#项对应的是在5.2.4节所述的边界类型。
八.10
图20edge boundary边边界条件
边边界条件有三种类型可以设置:正切应力(normal/tan. stress)、x方向应力y方向应力(x-y stress)、液体压强(fluid pressure)。
Sigma/w的使用

此项与seepw的项目file一致,不再叙述。

此项与seepw的项目edit一致,不再叙述。

此项与seepw的项目edit大体一致,现仅对其中不一致的地方给予解说。
五.1
与seepw相比,仅仅是多了一项参数设置,即‘air pressure’,如图31所示。如此可知,其中的压强单位为KPa,那么相应的力单位为KN,在长度单位为m时。
对5.1.1节中不同的analysis type有不同的参数设置。
七.2.1
图56
七.2.2
图57
七.2.3
图58
在线弹性分析时,模量H与弹性模量E有如下关系:
七.2.4
图59
其下的type(node boundary)有以下几种,如图59所示。对不同的选择,则在data coordinates下有不同的参数设置。
5.uncoupled consolidation,在此项下,还有两种分类:initial and final pwp conditions(at each time step),final pwp condition(pwp=0 if undefined)
图52
七.1.1.2
根据不同的运算目的,选择相应项目。
八.2
设置见‘seep的使用’说明。
八.3
设置见‘seep的使用’说明。
八.4
设置见‘seep的使用’说明。
八.5
设置见‘seep的使用’说明。
八.6
图17fill/excavation elements填筑、开挖单元
在进行填筑、开挖分析时需要设置的单元特性。选择相应的时间步(并非elapsed time),然后单击所要设置的填筑或开挖单元。
图512structural bar elements结构杆单元设置
#对应的是需要设置的杆单元编号;‘1’与‘2’分别指杆单元的起始点坐标,此时的点坐标不仅可以是点也可以是节点,总之是范围内的点。
需要分清的是两个概念:起作用时间步(Active Step)与施加预应力时间步(App.Step),前者指的是杆存在的时间步,即从勾选的时间步(time #)开始存在;后者指的是预应力开始施加的时间步,当然是在存在预应力存在时。
3.Increment Size(本步#的)= Increment Size(上一步#的)* Expansion Factor;
4.max inc. size限制最大的Increment Size;
5.在进行非稳定渗流分析设置边界条件时,设定的时间是反应在Elapsed Time内的。在后处理的结果显示中,根据表达的步数,来反映结果。
SIGMA/W模块用于增量分析,在每一个时间段,对于增加的荷载,都能计算出相应的位移增量,这些增量的总和再叠加到前面时间段计算的结果上。在用这种增量方法的时候,在每个分析中,所包含的每个单元的单位质量力只能运用一次。
对于一个二维的平面应变问题,SIGMA/W将所有的单元均视为单位厚度。当单元厚度为常数t时,上面的公式可以写成如下形式:
2.Effective(有效应力),此时不需设置A-fn,B-fn,但需要配合SEEP/w进行计算分析。
七.4
七.5
七.6
七.7
七.8
此项是进行结构杆单元的设置,设置的参数有:弹性模量(E-Modulus)、横截面面积(Area)、起作用时间步(Active Step)、预应力(Pre-force)、施加预应力时间步(App.Step= step to apply pre-force)。
本模型参考的是E-B模型。
在常用的E-V模型及E-B模型中,给予的参数与这些参数有些不同,下面给予说明:
5.elastic-plastic(弹塑性,摩尔-库伦或去雷斯卡)