12.3 流体分析的参数和单位
FLAC
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渗流计算中涉及的参数包括渗透系数、密度、Biot 系数和 Biot 模量(颗粒可压缩
土体中的渗流),或者流体体积模量和孔隙率(只适用于颗粒不可压缩的土体)。
12.3.1 渗透系数
渗透系数是流体计算的主要参数之一,值得注意的是,FLAC
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中渗透系数 k 与一般土力
学中的概念不同。FLAC
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中 k 的国际单位是(m
2
/Pa/sec),与土力学中渗透系数 K(cm/s)
之间存在如下换算关系:
2 -6
a
(m /P sec) (cm/s) 1.02 10k K (12-1)
可见,在 FLAC
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计算中需要将实验室获得的土体渗透系数参数乘以 1.02×10
-6
才能用于
计算。
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流体计算的时间步与渗透系数有关,渗透系数越大则稳定时间步越小,达到收敛
的计算时间就越长。如果模型中含有多种不同的渗透系数时,时间步是由最大的渗透系数决
定的。在稳态渗流计算中,可以人为地减小模型中多个渗透系数之间的差异,以提高收敛速
度。例如,渗透系数之间的差异 20 倍与 200 倍计算得到的最终稳定的渗流状态基本没有差
别。以下是一些渗透系数的典型值:
花岗岩、岩石: 10
-19
m
2
/Pa-sec
石灰岩: 10
-17
m
2
/Pa-sec
砂岩: 10
-15
m
2
/Pa-sec
粘土: 10
-13
m
2
/Pa-sec
砂土: 10
-7
m
2
/Pa-sec
另外,渗透系数是单元参数,必须使用 PROPERTY 命令进行赋值。
12.3.2 密度
当问题中涉及到重力荷载时必须设置密度参数,FLAC
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中涉及的密度参数有 3 种:土体
的干密度
d
,土体的饱和密度
s
以及流体的密度
f
。
在渗流模式(设置 CONFIG fluid)中,只需要设置土体的干密度,FLAC
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会按照式(12-2)
自动计算每个单元的饱和重度。
s d f
ns (12-2)
2023-08-29 16:20:37
11.66MB
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