[发明专利]地下水库增湿作用下土-结构相互作用计算方法

权利要求书

1.一种地下水库增湿作用下土-结构相互作用计算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：构建调蓄水库混凝土几何结构、土体几何结构模型；

步骤2：设置土体、水库混凝土材料各参数；

步骤3：定义“广义拉伸”、压力函数变量、土的强度指标和模量关于有效饱和度函数变量；

步骤4：设置“固体力学”并设置各边界条件；增加“理查兹方程”并划分网格；

步骤5：设置水体“流体属性”“基本属性”各参数；

步骤6：添加“研究”并计算“研究1”；

步骤7：对水库边界再次进行“布尔操作和分割”；

步骤8：设定“理查兹方程”参数；

步骤9：基于“研究1”，使用“辅助扫描”添加水库注水功能；添加并设定“研究2”时间单位、时间步；

步骤10：添加并设定“固体力学”并设置各参数条件；

步骤11：基于“研究2”，添加并设定“研究3”；

步骤12：结果计算后数据成图。

2.根据权利要求1所述的一种地下水库增湿作用下土-结构相互作用计算方法，其特征在于，步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1：打开COMSOL软件，在“新建”点击“模型向导”，接下来在“选择空间维度”点击“二维”；

步骤1.2：接上一步，进入到“选择物理场”界面，选择“结构力学”模块，在该模块树中选择并添加物理场接口——“固体力学”；

步骤1.3：接上一步，接着点击“研究”，在“选择研究”点击“一般研究”，并在该板块树中选择“稳态”；后点击“完成”；

步骤1.4：接上一步，为构建水库、土体几何模型进入下一界面；在模型开发器中选择“几何”，右键“几何”选择“矩形”，该矩形A作为土体结构；在“几何设置”的“大小和形状”中分别设置“宽度”为a，“高度”为b，在“设置”窗口点击“构建选定对象”；再绘制矩形B，右键“几何”选择“矩形”在“几何设置”的“大小和形状”中分别设置“宽度”为c，“高度”为d；在“图形”窗口栏选择“编辑”将矩形B移动到矩形A中部，在菜单栏选择“几何”中“布尔操作和分割”下的“差集”；然后在“差集”中将“要添加的对象”选为矩形A并激活，将“要减去的对象”选为矩形B并激活，点击“构建选定对象”；再回到“几何”右键“矩形”绘制“宽度”为c，“高度”为d的矩形B₂和B大小一致，点击绘制；在“图形”栏选择“编辑”将B₂一定到矩形A的空白位置处；采取同上述步骤相同的原理，再绘制宽e，高f的矩形C，然后将矩形C移动到矩形B的中部，再使用“差集”，用矩形B减去矩形C，并点击“构建选定对象”得到水库内无立柱框架结构D；添加立柱，仍旧右键“几何”选择“矩形”，依次设置若根个宽为g，高度为h的立柱E、F、G…；均匀分布这些立柱在矩形D结构中的位置，再利用“布尔操作和分割”下的“并集”，将水库框架D和立柱E、F、G…作为并集对象，点击“构建选定对象”；以上得到周围土体——域1、水库结构——域2。

3.根据权利要求1所述的一种地下水库增湿作用下土-结构相互作用计算方法，其特征在于，步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1：在模型开发器中，右键“材料”选择“空材料”修改为“土”，将“几何实体层”“域”设定为“1”并激活；再从材料属性中找到“粘聚力”、“内摩擦角”增加到该“材料属性明细”，依次输入土的“杨氏模量”、“泊松比”、“密度”、“粘聚力”、“内摩擦角”；右键“材料”选择“空材料”修改为“混凝土”，将“几何实体层”“域”设定为“2”并激活；再从材料属性中找到“单轴抗拉强度”“单轴抗压强度”“双轴抗压强度”增加到该“材料属性明细”，依次输入混凝土的“杨氏模量”、“泊松比”、“密度”、“单轴抗拉强度”、“单轴抗压强度”、“双轴抗压强度”；

步骤2.2：在模型开发器中，“几何”树的最后的“形成装配体”并选择全部区域。