问题描述:
PLAXIS中在定义施工步时 ,阶段窗口中的变形控制参数中有一个“忽略不排水行为”选项,该选项在什么情况下需要使用?
解答:
在PLAXIS中进行分步施工定义时,会在阶段窗口的变形控制参数中看到“忽略不排水行为”选项,这个选项的含义为:当模型中定义的土层材料属性为不排水时,可以在当前计算阶段中暂时不考虑不排水行为的影响,即将这些不排水材料临时当做排水材料进行计算。如此,在当前计算阶段中将不考虑孔隙水的刚度(体积模量),也就不会产生超静孔隙水压力。但是,当前计算阶段之前已经产生的超静孔隙水压力不会发生变化。
注意:该选项只针对排水类型为“不排水A/B”的材料,对“不排水C”的材料不起作用,因为之前已经提到,“不排水C”并不区分有效应力与孔隙水压力。
在使用重力加载方法进行初始应力计算时,如果模型中定义了不排水材料的土层,在土体自重作用下,必然产生相应的超静孔隙水压力,但是这些超静孔隙水压力实际上不应该存在,因为初始应力状态是一个基于超静孔隙水压力已经充分消散的长期过程。此时,就需要消除不排水材料的这种影响,以避免产生不真实的超静孔隙水压力。目前,当用户选择重力加载作为初始应力计算类型时,程序会自动选择“忽略不排水行为”来确保初始应力计算的正确性。
图1 重力加载计算初始应力时自动选择忽略不排水行为选项
图2 选择忽略不排水行为选项后的总孔压(只包含静孔压)
此外,我们在实际当中经常会遇到在既有建筑/构筑物附近开展新的工程项目,这种情况下往往需要考虑既有建筑物与新建项目之间的相互影响。分析这类问题时,一般需要在同一个模型中模拟新旧两个工程项目,而施工过程要按照两个工程项目的先后建造顺序来定义。此时如果土层中包含不排水类型的土层,模型中模拟既有建筑物修建后,其附近土层中也会产生相应的超静孔隙水压力,同上所述,由于既有建筑物可能已经经过了较长时间,土层中的超孔压大部分已经消散。为了真实表达新工程项目修建之前土层中的应力状态,应该去除模型中由于修建既有建筑所产生的超孔压,因此可以选择“忽略不排水行为”选项。
图3 在修建既有建筑的计算阶段选择“忽略不排水行为”选项
图4 既有建筑物修建后的总孔压(只包含静孔压)
注意:“忽略不排水行为”选项对计算类型为塑性计算、安全计算、动力计算(以及上述的重力加载)的计算阶段有效,而对计算类型为固结计算、流固耦合计算的计算阶段无效,之前已经提到,后两种计算类型的孔隙水压力是根据土层的渗流性进行计算,而与土层材料的排水类型无关。