Содержание

Initial phase

Начальная стадия расчётов Initial phase — ключевая особенность численного моделирования, потому что она определяет отправные параметры для дальнейшего расчёта. В отличие от аналитических программ, как правило, рассматривающих состояние предельного равновесия, численные методы позволяют оценивать допредельное состояние, напряжения и деформации.

Рис. 1. Варианты расчётов фазы Initial

Для моделирования могут быть использованы четыре варианта:

1. K0 procedure Расчёт только напряжений с помощью заданного коэффициента бокового давления $K_0$. Рекомендуется для горизонтальных поверхностей, слоёв и уровней грунтовых вод.
2. Field stress Расчёт только напряжений на основе заданного напряжённого состояния. Рекомендуется для горных массивов или при моделировании коротких схем глубоких объектов.
3. Gravity loading Расчёт напряжений и деформаций (исторических) на основе коэффициента бокового давления, зависящего от коэффициента Пуассона. Рекомендуется для негоризонтальных поверхностей, существующих грунтовых сооружений, сложного напластования и негоризонтальных уровней грунтовых вод.
4. Flow only Расчёт только фильтрации (без напряжений и деформаций). Рекомендуется при выполнении фильтрационных расчётов. Доступен только в типе лицензии Ultimate [ULT].

В основном используются варианты K0 procedure и Gravity loading. Рассмотрим различия этих подходов для моделирования следующих ситуаций:

Рис. 2. Ситуации начального состояния расчётной схемы

Могут быть использованы два способа:

1. Одностадийный расчёт с Gravity loading.
2. Двухстадийный расчёт: K0 procedure + Дополнительная нулевая фаза (Nil phase).

Результаты расчётов на начальной фазе (Initial) будут существенно отличаться. На рис. 3 показаны оси эллипсов главных напряжений для двух случаев. См. также: Напряжения: главные и декартовы.

Рис. 3. Слева — К0 procedure, эллипсы ориентированы по вертикали. Справа — Gravity loading**,** эллипсы ориентированы по склону.

Однако после расчёта нулевой фазы результаты похожи.

<aside> 💡 Нулевая фаза (Nil phase) — фаза с типом расчёта Plastic, на которой нет никаких изменений. На этой фазе происходит перераспределение напряжений, и программа пытается привести систему в равновесие. Раньше назывался Nil step (Нулевой шаг).

</aside>

Рис. 4. Результаты расчётов: Слева — нулевой шаг после фазы K0 procedure; Справа — Gravity loading в одну фазу.