问题描述:
在PLAXIS当中,如何定义结构与土的相互作用(即接触面)?
解答:
在PLAXIS当中,使用界面单元来模拟和定义结构-土之间的相互作用。如果不定义界面,结构与土连接位置的单元共用一个节点(如下图左侧),二者位移协调,则无法表达结构与土之间的相对位移(如滑动或裂隙)。因此,我们需要在结构与土接触的位置定义界面单元来表示这一相互作用。
用界面单元模拟结构-土相互作用
从上图可以看出,定义界面单元之后,会在结构与土接触的位置创建一系列节点对(如上图右侧),在每一对节点中,一个属于土体单元,一个属于结构单元。在节点对之间,用两个理想弹塑性弹簧模拟土-结构之间的相对滑动和相对裂隙。
需要注意的是,我们在单元连接图(上图)中看到的界面单元节点对之间存在一定距离,这里只是为了表示节点对的存在,实际上这两个节点是共坐标的,这与工程实践当中的结构-土接触面是一致的。
代表界面力学属性的两个理想弹塑性弹簧,其强度和刚度参数默认来自于周围土层(考虑折减系数Rinter),定义土层材料属性时可以定义折减系数Rinter,如下图所示。
土层材料属性中定义界面强度
但是,有些时候我们需要定义不依赖于土层材料属性的界面,这些界面的材料属性也可以在程序中单独直接定义,此时折减系数采用默认的“刚性”即可(即不需要折减,Rinter =1.0),见下图。
单独定义界面材料属性
界面单元的材料属性赋值除默认的来自相邻土层之外,也可以在选择浏览器或模型浏览器中修改材料模式,为界面单元赋予单独的界面材料属性,见下图。
界面单元材料模式的选择及材料属性赋值