[发明专利]一种锚杆/锚索剪切屈服破坏断裂模拟计算方法

权利要求书

1.一种锚杆/锚索剪切屈服破坏断裂模拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.在数值模拟软件中，利用pile结构单元构建具备重结点的锚杆结构，具体包括以下步骤：

(1)根据锚杆两个端点坐标以及单元划分数n_max，通过程序生成n_max+1个点坐标A₁～An_max+1，对应将锚杆均分成n_max段时所有均分段的端点坐标集合，A_n与A_n+1表示第n段的两个端点；

(2)循环n＝1～n_max，将nseg设置为1，以点A_n与A_n+1作为第n段的两个端点生成pile(n)，此时pile(n)，n＝1～n_max的集合代表此锚杆；

(3)通过步骤(2)的设置，系统自动生成n_max个pilesel(n)，n＝1～n_max，每个pilesel两端有两个独立结点，共2n_max个结点，此时相邻pilesel之间重合部位处的两个结点独立无相互作用，且每个结点按默认属性自动生成node-to-zone类型link，共2n_max个link；

B.建立相邻pilesel在重结点处的node-to-node类型连接，并设置相关属性，具体包括以下步骤：

(4)在两个结构单元的重合点处将两结点之一的一个结点的node-to-zone类型link删除；

(5)以重合部位处无link的结点作为源结点，另一结点作为目标结点，建立node-to-node类型link，link的属性设置为：1、4、5、6方向为rigid，2、3方向为Lindeform或nydeform；

(6)设置Lindeform或nydeform的弹簧参数：面积area，单位面积刚度k，压屈服强度yc，拉屈服强度yt以及裂缝开关gap；

C.描述锚杆剪切屈服后的破坏断裂特性：通过fish函数计算源结点node(2n)与目标结点node(2n+1)的相对剪切位移，并判断是否超过最大剪切位移，若超过，则判断此处锚杆发生剪切破坏断裂，设置源结点的link描述剪切破坏断裂。

2.根据权利要求1所述的一种锚杆/锚索剪切屈服破坏断裂模拟计算方法，其特征在于，上述步骤(4)中，为了便于程序控制，采用删除除锚杆两端点外重合部位处所有奇数或偶数编号的link。

3.根据权利要求1所述的一种锚杆/锚索剪切屈服破坏断裂模拟计算方法，其特征在于，上述步骤(6)中，面积area设置为1、单位面积刚度k取值使重结点在剪切弹性段近似刚性连接，裂缝开关gap＝off，压屈服强度yc和拉屈服强度yt作为剪切屈服荷载指标，设置为：yc＝yt＝Fs/area＝Fs/m²，Fs表示锚杆/锚索的剪切屈服荷载。

4.根据权利要求1所述的一种锚杆/锚索剪切屈服破坏断裂模拟计算方法，其特征在于，上述步骤C中，最大剪切位移计算公式为：

u_max＝(γ^max-γ^e)l

其中，γ^e为杆体横向最大弹性剪切应变，γ^max为杆体横向极限剪切应变，l表示结点所属结构单元的单元长度。

5.根据权利要求1所述的一种锚杆/锚索剪切屈服破坏断裂模拟计算方法，其特征在于，上述步骤C中，设置源结点的link描述剪切破坏断裂的方法包括以下三种：

(1)将此link所有方向的属性设置为free；

(2)直接删除此link；

(3)删除此link，并重新建立此link对应的源结点的node-to-zone类型link，link属性设置按照pile结构单元结点link的默认设置。