abaqus地應力平衡的案例
ABAQUS地應力平衡
對于涉及開挖、填充的動態巖土工程問題，初始應力場是正確模擬其施工過程的先決條件。初始應力的加載必須滿足地應力平衡，而地應力平衡其實就是為了使數值模擬獲得一個存在初始應力，而無初始應變的狀態。當考慮自重場是產生地應力場的主要因素時，顯然重力是外力，初始應力場是內力，將提取出的內力施加于數值模擬后再施加重力，是內力和外力平衡，從而獲得較精確的沒有受到人為因素干擾情況下的數值模型的初始狀態。
在 ABAQUS 有限元軟件中，提供了 5 種定應力平衡方法，這里我就比較常用的，使用比較普遍的一種進行講解。用的例子還是上節ANSYS的例子。
接下來，小編就一個簡單的算例就行地應力平衡。在一個均質的地基上有一根立柱。
柱子的尺寸為1m×2m×10m，密度2400kg/m3，彈性模量2.8E8Pa（這里我為了方便觀察規律，降低這個彈性模量），泊松比0.167；均質地基的尺寸為30m×30m×15m，密度為2000kg/m3，彈性模量3E7Pa，泊松比0.3。模型見圖1.
1、將模型導入ABAQUS中。
2、創建靜力荷載步
3、殺死柱子單元
4、施加約束（四周施加法向連桿約束，底部施加全約束）
5、施加自重荷載
6、提交計算
7、查看后處理結果
豎向位移
豎向應力
8、應力場輸出
9、在工作目中找到stress_out.rpt文件
10、經過格式的轉化（文件的后面不要有空行）
11、在之前的inp文件中Step-1前面加上*Initial conditions,Type=stress,Input=stress_in.rpt這句命令，記得一定要把stress_in.rpt放在工作目錄里面。
展開 基于ABAQUS的初始地應力平衡方法研究_代汝林.pdf
基于ABAQUS的初始地應力平衡方法研究_代汝林.pdf
【視頻教程】ABAQUS教程系列之地應力平衡方法1（千總）
【視頻教程】ABAQUS教程系列之地應力平衡方法1（千總）
ABAQUS油氣開發相關地質力學分析的地應力平衡方法
地應力平衡分析是基于ABAQUS有限元平臺進行巖土分析時特有的操作。
本文就基于油氣鉆采過程中幾個常見案例介紹了地應力平衡的方法
不局限于這幾個模型，以后想到什么模型或者您需要什么模型都可以告訴我幫您更新
一、井壁穩定平面應變模型
二、井壁穩定3D薄層模型
三、地層沉降軸對稱模型
四、地層沉降和穩定性分析厚層3D模型
五、海底滑坡3D模型
六、套管+地層的井眼完整性分析模型
詳情見https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14877
abaqus地應力平衡的幾個注意事項
首先大家來比較一下采用geostatic分析步時增量步分別為automatic與fixed計算出來的孔隙水壓力、豎向有效應力、豎向位移結果對比，可以發現，除了豎向位移不同，計算出來的孔隙水壓力、豎向有效應力完全相同，可以認為增量步為automatic達到平衡，fixed計算出來的豎向位移未有達到平衡。
于是我再采用geostatic分析步時增量步fixed計算出來的odb文件，添加到預定于場里，可以發現，除了豎向位移不同，計算出來的孔隙水壓力、豎向有效應力完全相同，此時的位移達到平衡。
注意：此模型全部只有土體一個部件，所以用geostatic分析步時增量步automatic能計算出較好的結果，但是若有其他樁體墻體等部件或者接觸時，geostatic分析步時計算基本不會收斂，希望高手能給予交流，若有其他部件時，平衡真的很難，我平時的做法是采用一般靜力分析步算出odb結果文件，再添加到預定于場中，采用一般靜力分析步，該方法大多數時候平衡效果并不是很好，負4次方級算理想結果，只有重復導入，重復次數越多，達到滿意結果，但是需要耐心，因為不知道會要多少次，甚至幾十次上百次了。
還有就是想說的是，如果你用geostatic分析步時增量步automatic計算時，如果有其他壓力或者其他荷載時，也是很難收斂，甚至基本是無法收斂。以上暫時也沒什么解決的方法，大家地應力平衡盡量選擇用geostatic分析步時增量步automatic，如果有其他部件時就用odb或者csv方法，慢慢調試吧，同時希望大神能提出更好的方法！
展開 ABAQUS地應力平衡（standard）-告別笨拙的導入法 ￥5
此帖僅講述ABAQUS/standard中的地應力平衡，explicit大變形的地應力平衡另開貼。
該方法適合絕大多數問題，同時也分享一些小技巧
以下通過預埋管樁軸對稱模型講解具體實現：
土體高10m(頂面y=0,底面y=-10)，土體浮密度0.65g/cm3，網格單元為CAX4R。
模型圖
結果分析：
重力平衡后，土體沉降在1×10-5左右，豎向應力分布準確，效果良好。當然，如果花時間優化模型，可以獲得更好的平衡效果。
展開 abaqus地應力平衡(explcit大變形，ALE/CEL)，附CAE，inp文件 ￥9.9
</li><li>重力平衡后的豎向應力S22云圖如圖2所示，土體沉降如圖3，可以看出S22成層分布，土體沉降較小。
abaqus 劍橋模型 地應力平衡 樁體貫入 靜力通用 ￥9.9
地應力平衡算不過去：1、檢查材料參數是否正確。2、可選擇在平衡分析步中約束全部土體，在隨后的分析步中取消激活。采用靜力通用分析步 劍橋模型模擬樁體入土的過程
地應力平衡采用地應力分析步
cae文件如下
煤礦開采/生死單元/地應力平衡/ABAQUS/基坑開挖/隧道開挖/摩爾-庫倫模型等 ￥300
Abaqus 的建模一般可分為兩種方式，即CAE模型及 其它前處理軟件（例如Hypermesh等）生成的inp文件；
其中.Cae的優點在于快速建立幾何模型及劃分單元；
.Inp建模的優點則在于可以精確控制模型以及實現CAE無法支持的高階功能。
本教程以煤層開挖過程為例，在ABAQUS中建立仿真模型，結合地應力平衡、生死單元（Model change）、 Mohr-Coulomb 模型等開展仿真分析。
仿真模型可用以分析煤層開挖過程中的巖體變形及破壞情況，地應力平衡、生死單元功能可拓展用于基坑開挖、巷道開挖、隧道開挖等工程分析。
詳細設計及操作過程請下載附件，附件內包含2維開挖模型，3維逐步開挖模型，3維逐層開挖模型等3種模型源文件，學習過程中若存在問題，可詢2923247172@qq.com。
展開 【視頻教程】ABAQUS教程系列之地應力平衡方法2（千總）
【視頻教程】ABAQUS教程系列之地應力平衡方法2（千總）
APDL地應力平衡 ￥8.9
APDL地應力模型，將樁的單元殺死后對土壤施加重力加速度，命令流見附件
ANSYS地應力平衡方法
進行地應力平衡的原因如下：我們建立的幾何模型一般都和工程實際情況一致，例如邊坡的幾何模型與邊坡實際尺寸相一致。但是由于邊坡的沉降和徐變作用，可以想像到，現在的邊坡應該是由一個體積更大的原始邊坡在很久以前由于受到重力作用和邊界約束條件，逐漸形成了現今的邊坡形態。但是對于那個原始的邊坡形態，我們不得而知。假如能準確知曉，我們就能夠建立原始邊坡的幾何模型，接著對邊坡施加重力和邊界條件，受力后邊坡形態應該和現在的邊坡相一致，其內力就是初始應力場（地應力），這樣就不用專門施加地應力了。但現實情況是我們不能知曉原始邊坡的形態。現在的邊坡幾何模型就是其實際形態，受力之后將會變成一個與現狀不一致的邊坡，這不符合現在的實際情況。如果我們計算出現今邊坡的內力，并將其作為邊坡的初始應力場，再去和外力平衡，這樣我們建立的模型就和現實邊坡情況相一致了。
對于涉及開挖、回填的動態巖土工程問題，地應力平衡是正確模擬施工過程的前提條件。初始應力的加載必須滿足地應力平衡，而地應力平衡就是為了使地基僅存在初始應力，而不存在初始應變。當地基自重是產生地應力場的主要因素時，重力是外力，初始應力場是內力，將提取出的內力施加于模型后再施加重力，此時內力和外力平衡，該狀態就是工程建設的初始狀態。
在ANSYS中的地應力該怎么平衡呢？
初應力(Initial Stress)可以指定為一種“荷載”進行施加,但僅在靜態分析和全瞬態分析中使用，可以用于線性分析或非線性分析。
展開 多孔介質的地應力平衡
根據單向固結理論，有效應力=總應力-孔隙壓應力。在非飽和問題中，ABAQUS采用的是：有效應力=總應力-飽和度*孔隙水壓力。又由于ABAQUS對孔壓正負號的規定和土力學中一致，而對應力正負號的規定和土力學中剛好相反，故上面公式中的“-”號要改為“+”號。對《abaqus在土木工程中的應用》一書中的這個例子，土體頂面的總應力是為零的，但孔壓為-10kpa，查-10kpa對應的飽和度得0.9789，再用上面的公式計算就得到了-9.789kpa。個人感覺不要死套公式，對每一點都分別算出總應力和孔隙水壓力，再按上式計算有效應力。最后一點：《abaqus在土木工程中的應用》一書中給出的初始有效應力的計算公式有點問題，手冊上面說的很詳細，手冊里面是把土體分為完全干燥區，半飽和區和完全飽和區三部分來考慮的。把手冊上相關的部分傳上來，希望對大家有所幫助。
多孔介質的地應力平衡.rar
展開 地應力平衡方法以及注意事項
注意：只有采用彈塑性本構模型時需要地應力平衡，彈性本構不需要地應力平衡！
第一部分 地應力平衡方法簡介
地應力平衡主要有五種方法：
（1）自動平衡：第一步創建分析步geostatic ，這種方法注意只能在第一步只能有土和重力的情況下能使用，有其他部件或者接觸時計算不能收斂，效果是最好的，方便簡單！
（2）*initial conditions,type=stress,geostatic
該方法需給出不同材料區域的最高點和最低點的自重應力及其相應坐標。所采用的幾何模型一般較規則,表面大致水平,地應力平衡的好壞一般只受巖體密度的影響,無論采用彈性或彈塑性本構模型都能很好的達到平衡,可以不必局限于僅受泊松比的影響,能夠通過考慮水平兩個方向的側壓力系數值來施加初始應力場。計算速度快,收斂性好。缺點就是不能夠很好平衡具有起伏表面的幾何模型,需知道平整后模型的上覆巖體自重。
高版本在CAE里也能操作
用計算器算出每個分界面上的應力和坐標對應填入，也比較方便 不需要修改關鍵字
（3）*initial conditions,type=stress,geostatic,user
導入ODB里的方法，也比較簡單，高版本可在截面上操作，不需要修改關鍵字
你放入ODB后，填入第一步不需要填名稱 就是1 ，增量步就是你第一步計算的最后一個增量步
（4）*initial conditions,type=stress,input=FileName.csv(或inp)
該方法中的文件FILENAME.INP獲取方法為:首先將已知邊界條件施加到模型上進行正演計算,然后一般是將計算得到的每個單元的應力外插到形心點處并導出6個應力分量(也可以導出積分點處的應力分量,視要求平衡的精確程度而定)。
展開 有限元特輯II 初始地應力平衡
Motivation
在 ABAQUS中，提供了 5 種定應力平衡方法，分別是
1. ( AUTOBALANCE) 自動平衡法;
2. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，GEOSTATIC;
3. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，FILE = file，INC =inc;
4. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，INPUT =XX． DAT;
5. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，GEOSTATIC，USER。
以上 5 種方法并不是每一種適用于所有的巖土模型，方法從易到難。
方法①的自動平衡法，它省去了自重應力以及生成相應初應力文件和導入的麻煩。在( GEOSTATIC) 地應力中選擇自動增量步就能使用自動地應力平衡功能，還能指定允許的位移變化容限。不過自動地應力平衡支持有限的幾種材料如彈性，塑性等，而其起單元也有一定的要求。
方法②為關鍵字定義初始地應力法，這種方法需要給出不同材料區域的最高和最低點的自重應力及其相應坐標。所采用的幾何模型一般較規則，表面水平，能夠通過考慮水平兩個方向的側壓力系數值來施加初始應力場。關鍵字定義初始地應力法只適合土體表面水平的土體，而初始地應力提取法由于外插的應力有一定的誤差，因此對于材料是彈塑性的復雜土體，應力轉移要通過大量的迭代才能完成，而其有可能出現不收斂的情況，平衡效果可能不是很理想。
方法③是 ODB 導入法，這種方法可使用之前算過的 ODB 文件結果，也就是說提前計算一個初始應力ODB 文件，定義初始應力時直接指定 ODB 文件即可。
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