СРЕДСТВА МОДЕЛИРОВАНИЯ ГРУНТОВЫХ СРЕД В ПАКЕТЕ ПРОГРАММ «ЛОГОС»
Аннотация
Приведен краткий обзор моделей материалов, применяемых в расчетной практике для прогнозирования поведения геологических сред в условиях высокого и низкого давления, различных видах напряженного состояния при квазистатическом и динамическом, в том числе высокоскоростном, нагружении. Выполнен анализ областей применения моделей геоматериалов, реализованных в программном модуле динамической прочности пакета программ «Логос». Модели условно разделяются на две категории. Особенностью моделей первой категории (грунтовая среда Григоряна и Замышляева – Евтерева) является применение зависимости давления от полной объемной деформации аналогично деформационной теории пластичности. Модели этой категории просты в реализации.
Вторая категория геоматериалов (геологическая модель с «крышкой» Geologic Cap, бетон CSCM, модели FHWA и Мора – Кулона) использует разделение деформаций на упругие и пластические. Для вычисления приращений пластических деформаций применяется поверхность пластического потенциала, ассоциированная или неассоциированная (модель Мора – Кулона) с поверхностью нагружения. Возможен также учет пластического расширения объема (дилатансия), вызванного сдвиговой нагрузкой при низком всестороннем давлении. Форма сдвиговой поверхности нагружения в общем случае включает в себя поверхность отрыва, сдвиговую поверхность разрушения и/или поверхность «крышки» и опциональную зависимость от вида напряженного состояния.
Зависимость давления от объемной деформации в моделях геоматериалов первой группы задается непосредственно пользователем, для второй группы определяется законом пластической сжимаемости для объемной компоненты пластической деформации. Модели второй группы дополнены механизмами кинематического упрочнения (концепция активного и обратного напряжения), вязкопластического поведения (концепция пробных и невязких напряжений), накопления повреждений (концепция эффективных и приведенных напряжений).
Приведены примеры тестовых расчетов на одном конечном элементе в программном модуле динамической прочности пакета программ «Логос», демонстрирующие работоспособность алгоритмов: пластичности и учета вида напряженного состояния на модели геоматериала CSCM при растяжении, сжатии и чистом сдвиге; вязкопластичности, поврежденности на модели геоматериала CSCM при сжатии; «крышки», кинематического упрочнения на модели геоматериала Geologic Cap при сжатии; изотропного упрочнения на модели FHWA при сжатии.
