概述

Abaqus對于模擬諸如大壩等建筑物的力學行為具有強大的優(yōu)勢，可以對這些結構的穩(wěn)定性和應力狀態(tài)進行分析計算，并且可以進行防滲計算。通過Abaqus，在計算中可以考慮水壓力、溫度場、滲流場、重力場作用以及溫度場和力場、滲流場和力場的耦合等。

土壩施工、快速降水及抗震分析

當土體的坡度小于一定值時，土壩的結構取決于土體保持穩(wěn)定的能力。但是在一定的載荷情況下，土體的穩(wěn)定性要做折衷處理，在設計過程中要考慮到這些載荷情況。

以上圖的大壩為例，即假設為平面應變情況。大壩從地平面起算的高度為55m，底部寬度為245.2m。向上變窄，頂部寬度為12m。大壩的中間粘土芯體底部寬度為28m，向上變窄，頂部寬度為6m。 大壩的基礎置于地水準平面以下10m，基礎位于10.667m厚的風化巖石層上，覆蓋在堅硬的巖石基礎上?；诜治龅哪康?，我們可以假設堅硬的巖石延伸到地水準平面以下 90m，并且在模型上施加這個深度的相應的邊界條件。基礎風化巖石和堅硬巖石的整體寬度設定為550m，并且在這個位置上施加模型垂直邊緣的相應的邊界條件。

分析過程：在第一階段，去掉大壩各單元，將巖石層在地壓或重力作用下的變形進行建模。在每個階段加入新的填筑層。為了簡化分析，假設每層在重力作用下的變形較小，下一層可以按未變形的形狀加入到分析中。在填筑每一層時可以進行瞬時固結分析。

蓄水模擬——所有三層構筑完成后，水壩分三個階段蓄水：第一階段，蓄水深度為地水準平面以上21m；第二階段，蓄水深度為地水準平面以上40m；第三階段，蓄水深度為地水準平面以上50m；每一階段需要30天；蓄水結束后的穩(wěn)態(tài)過程：

快速降水模擬——分析水庫中的水在7小時內全部放干，土壩的應力、孔壓等的變化情況。

抗震模擬——相對于典型的孔隙水的滲透來說，地震發(fā)生在非常短暫的時間內。所以，在地震期間小孔壓力的再分布可以忽略掉。

因為地震的載荷是動態(tài)的，所以應該考慮全部的慣性力，包括土壩內孔隙中流體和水庫中水的影響。在本分析中，要考慮大壩內孔隙中水的慣性力，但水庫中水的慣性力在分析中不予考慮。對于大壩內孔隙中的流體，只有低于侵潤線以下的流體包括在慣性力內。包括這些慣性力，這里計算位于土體內節(jié)點上的用戶定義單元的點網格，還包括動態(tài)分析中的單元的影響。

柯依納（Koyna）重力壩抗震分析

壩基尺寸長為103m，寬71m，當地發(fā)生地震時，水庫的水位為91.75m。采用Abaqus對該壩在實測的地震加速度作用下的結構響應分析，采用混凝土損傷塑性材料模型，分析結構的穩(wěn)定性和任意載荷作用下結構的破壞情況。

水壩的穩(wěn)態(tài)滲流和應力分析

該問題中討論的是位于巖石基礎上的混凝土大壩，壩高30m，取巖體基礎深30，在30m的深處為不透水邊界。

海堤抗波浪荷載分析

海浪的運動形式是復雜的，如何有效分析其對水工結構的影響一直是困擾理論界的問題，可以利用Abaqus分析在不穩(wěn)定頻率下波浪對海堤的影響。

來源：達索系統(tǒng)大土木工程BIM發(fā)展聯盟