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09 基于方程模块的土柱热固结过程模拟

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    [LV.7]常住居民III

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    灌水之王学生会员会员荣誉会员

    发表于 2017-5-15 20:20:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
    1问题描述及背景介绍
    计算模型如图所示,土柱高度1m,顶面均布荷载F=100kPa。假定初始孔压为100 kPa,参考温度假定为初始温度10℃,顶面温度荷载为60℃.选取3个计算特征点ABC,其高度分别为4.10-84.10-54.10-1m。主要参数为土体的弹性模量6.0×105 Pa,泊松比4.10-3,孔隙率4.10-4,体积模量2×1010Pa,热膨胀系数1.5×10-5/℃,比热容4.10-8J/kg•℃),密度2.6×103kg/m3,热传导系数4.10-5W/m•℃);水的体积模量5×109Pa,热膨胀系数2.0×10-4/℃,比热容4.2J/kg•℃),密度1.0×103kg/m3Biot水力耦合系数α1
    一维热固结计算模型
    对一维土柱的热固结过程进行数值模拟.假定土柱为热弹性,被单相水所饱和,模拟土柱受压力及温度作用排水固结的过程.其应力场-渗流场-温度场三场耦合的方程为
    其中各个方程系数满足
                              
    式中: u为位移;p为孔压;T为温度;λ Glame常数;αBiot水力耦合系数; k 为渗透系数;γw 为水的重度;β为热膨胀因子;αp为介质的总压缩系数;αm为热膨胀系数; K为热传导系数; T0 为参考温度;m 为介质的总热容。
    2应用物理场
    “数学”|“偏微分方程接口”|“广义型偏微分方程(g)”
    3几何模型
    一维模型(构建方程求解模型)
    4结果图
    5创新点
    本案例对一维土柱的热固结过程进行数值模拟.假定土柱为热弹性,被单相水所饱和,模拟土柱受压力及温度作用排水固结的过程.构建应力场-渗流场-温度场三场耦合的方程,并对其求解。

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