针对岩土工程应用而拓展的结构分析
在分析隧道、开挖、边坡稳定性和挡土结构等岩土工程应用时，相关材料常常需要特殊的非线性材料模型。“岩土力学模块”是结构力学模块的附加模块，包含一系列内置的材料模型，用于精确模拟土壤、混凝土和岩石中的变形、塑性、蠕变和破坏行为。此外，该模块还包含通过 von Mises 和 Tresca 准则描述金属塑性的标准非线性材料模型，以进一步增强“结构力学模块”中的安全性和失效评估特征。
岩土力学的多物理场建模功能
“岩土力学模块”提供的功能为“结构力学模块”提供全面的支持，能够增强结构分析的精确度。为了在岩土工程分析中准确反映真实世界的各种效应和现象，您可以将“岩土力学模块”中的功能与 COMSOL 产品库中的其他模块进行耦合，实现多物理场效应的耦合分析。例如，与地下水流模块耦合使用时，可以对多孔介质流动、多孔弹性、溶质运移和传热进行分析。
岩土力学模块中的材料模型
以下是本模块提供的一些材料模型及其在软件中的屏幕截图。
土壤塑性
通过使用“岩土力学模块”，用户可以轻松定义表现为土壤塑性和弹塑性土壤的材料属性。这些材料模型可以同线性和非线性弹性材料一起使用。本模块提供以下土壤材料模型：
莫尔-库仑
德鲁克-普拉格
椭圆端盖
拉伸截断
Matsuoka-Nakai
Lade-Duncan
非局部塑性隐式梯度
混凝土和岩石
借助“岩土力学模块”，用户可以基于失效准则来表征混凝土和岩石的破坏（通常描述由拉应力导致的失效）。这些材料模型可以与线弹性材料 和非线性弹性材料 功能一起使用。我们提供了以下混凝土和岩石材料模型供您使用：
混凝土
Ottosen
Bresler-Pister
William-Warnke
拉伸截断
岩石
原始 Hoek-Brown
广义 Hoek-Brown
拉伸截断
损伤
准脆性材料（如混凝土或陶瓷）在机械载荷下的变形表现为初始弹性变形。如果超过应力或应变的临界水平，弹性阶段之后将出现非线性断裂阶段。当达到这个临界值时，裂纹会产生并扩展，直到材料断裂。裂纹的产生和扩展在脆性材料的破坏中起着重要的作用，这种特性可以通过许多理论来描述。本模块提供以下损伤模型：
等效应变准则朗肯
平滑朗肯
弹性应变张量的模
用户定义
相场损伤
正则化裂缝带
隐式梯度
黏性正则化
Mazars 混凝土损伤
弹塑性土壤
弹塑性土壤材料 特征用于模拟土壤材料即使在无限小应变下也表现出非线性的应力-应变关系。我们提供了以下土壤材料模型供用户使用：
修正剑桥黏土模型
修正的结构化剑桥黏土模型
扩展巴塞罗那基本模型
硬化土
非局部塑性隐式梯度
弹塑性延性材料
除了用于土壤的弹塑性材料模型以外，您还可以通过“岩土力学模块”使用以下两种延性材料（如金属）的弹塑性模型：
von Mises
Tresca 准则
用户定义的塑性
非局部塑性隐式梯度
此外，非线性结构材料模块还提供其他弹塑性材料模型供您选择。
非线性弹性
与应力-应变关系在中等到大应变下变为高度非线性的超弹性材料不同，非线性弹性材料即使在无限小应变下也表现出非线性的应力-应变关系。本模块提供以下非线性弹性模型：
Ramberg-Osgood
双曲定律
Hardin-Drnevich
Duncan-Chang
Duncan-Selig
用户定义
与“非线性结构材料模块”结合使用时，模块中还提供其他材料模型。
蠕变
蠕变是材料在足够高的温度下受到应力（通常远小于屈服应力）时发生的一种非弹性瞬态变形。在“岩土力学模块”中，您可以根据需求使用由用户定义的蠕变模型，也可以输入用户定义的非弹性应变率表达式。
通过将本模块与“非线性结构材料模块”相结合，您还可以使用其他材料模型，以满足更广泛的需求。
苏公网安备 32059002002276号
