土體的案例
淺談abaqus中飽和土體流固耦合相關問題
土體固結沉降過程中，孔隙比隨深度變化，并不是簡單的一個常數，當然，孔壓和孔隙比均可以沿深度進行變化設置。另外補充一點， abaqus中土體應力已拉為正，而液體以壓為正，設置土體應力和孔壓的時候注意一下。同時，相關區域的選擇也是結點集合。
這里補充一下分析步中的相關設置：假如固結分析步的時間設置為90天，時間長度需設置90，初始增量步要小些，同時最小分析步設置的小一點，防止計算過程中出現不收斂的情況，另外，最大增量步數盡量設置的大一些，防止出現計算沒有完成而停止的現象。如果載荷施加的過程并不是瞬時施加的，則需要設置載荷隨時間的變化方式。
最后，關于飽和土體的流固耦合問題就講述到此（流固耦合問題還是蠻難處理的），愿大家盡快掌握流固耦合的相關內容。
展開 【ABAUQS】浮置板-隧道-土體-建筑有限元建模及動力響應 ￥800
本帖介紹一套完整的浮置板-隧道-土體-建筑有限元模型
模型包含：鋼彈簧浮置板，隧道，土體（三層），框架式建筑物，如下圖所示：
整體網格圖：
隧道局部網格圖展示：
土體分為三層，且最外邊框采用無限元技術盡可能防止波的反射：
列車荷載采用Matlab封裝自編程軟件，同時搭載多節車動力學，仿真獲取有限元模型所有扣件位置處的支反力。（本貼中不加入自編程軟件模塊，因為有很多成熟的商業軟件都可以實現支反力的提取，如實在對作者軟件感興趣，可帖外咨詢）但，作者還是要介紹！！！
主要文件介紹：
VTC.exe文件就是封裝軟件本件。當然因為是作者自編，那么.m文件也就是對應的源代碼咯。
Force.xls 文件即為本模型所需的全尺寸扣件支反力，部分展示如圖：
Pj.xls文件是擴展需求，為了滿足用戶可能需要實現移動荷載，也就是在鋼軌上進行加載的需求而輸出。部分展示如圖：
MyAppInstaller_mcr.exe這個文件很重要，是打開軟件時候一定要安裝的工作環境。
接下來繼續介紹有限元模型，無論通過什么方式得到的扣件反力挨個加到相應扣件位置處進行動力學求解。下圖展示了在浮置板軌道上的加載位置
結果展示
該圖為浮置板的垂向加速度
該圖為隧道的垂向加速度云圖，右邊為隧道的垂向加速速度時程
該圖為全局的垂向加速度云圖，右邊為地表的垂向加速速度時程
該圖為各層的垂向加速度，說明了傳遞規律的正確性
本帖不包含：VTS耦合動力學軟件，以及本模型未處理的全部操作錄制視頻
不放入本帖主要是考慮到大家不一定需要，不愿捆綁出售，有需要的可以帖外咨詢我，或者看我別的帖上面有沒有單獨放置的對應內容課程
展開 土體內冰層融化過程模擬 ￥500
本案例模擬了一土體在頂部環境溫度場的影響下，土體內冰層逐漸融化且含水率逐漸增加的過程。模擬結果如圖1所示。
（1）土體內溫度場變化
（2）土體內含水率變化
圖1 仿真結果
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
ABAQUS框架-土體結構地震作用時程分析（包含上部框架結構定義、柱下獨立基礎、土體模型） ￥20
l1357vl5uep.mp4
本模型計算框架結構在地震作用下的時程分析，模型建立了框架上部框架結構包括梁、板、柱，柱下獨立基礎以及一定范圍內的土體（定于無限元），包含了結構-土體，即SSI模型，地震作用添加的是Elcentro波，通過該模型，可以學會簡單SSI（structure -soil interaction）模型的定義，地震作用的添加以及無限元的定義。通過學習該模型可類比分析地下結構地層模型的地震作用時程分析，比如地鐵，地下通道，綜合管廊等。
TIM截圖20190218113315.png
ABAQUS樁貫入土體溫度位移耦合模型 ￥19
采用動力顯示分析，運用ale方法完成樁對土體的貫入，并實現對土體的加熱。inp文件，僅供學習和參考。
abaqus模擬隧道開挖，土體采用修正劍橋本構 ￥50
使用abaqus模擬隧道分階段開挖，土體開挖一層襯砌激活一層，土體本構采用修正劍橋本構，模型部分設置和結果見圖片
基于CEL法的單樁基礎貫入過程模擬：考慮應變軟化與應變率效應 ￥100
傳統的分析方法通常依賴于靜力學近似或經驗公式，但在高速貫入或復雜土體條件下，這類方法往往難以準確反映真實機理。為此，數值模擬技術逐漸成為研究單樁動力學行為的有力工具。
內容
本案例介紹一種基于 CEL（Coupled Eulerian–Lagrangian）方法 的單樁貫入模擬思路。CEL法通過在樁體采用Lagrangian網格、土體采用Eulerian描述的方式，能夠自然處理大變形問題，避免了純Lagrangian網格嚴重畸變的困境。這種方法特別適合樁土相互作用、沖擊載荷和復雜邊界問題的研究。
在模型構建中，除考慮土體強度隨埋深的變化外，還引入了 應變軟化 與 應變率效應 兩個關鍵因素。應變軟化反映了土體在達到峰值強度后強度逐漸降低的特性，對預測貫入阻力和樁周土體擾動范圍具有重要意義。而應變率效應則考慮了土體在高速加載下強度和剛度隨加載速率的增加而提高的規律。這兩者在樁貫入問題中往往是同時存在的：軟化決定了樁入土后的長期穩定性，速率效應則主導了瞬時的動力響應。
通過研究，可以得到以下幾點主要認識：
軟化效應：若忽略，可能會高估貫入阻力，導致溜樁等事故發生。
速率效應：對貫入速度較大的情況，土體等效強度提升明顯，使樁貫入力顯著增大；但該效應在慢速貫入下相對有限。
相比傳統有限元方法，CEL模擬不僅能捕捉樁端土體的流動與回填現象，還能清晰展現樁周土體擾動區的形成與演化。提供了一個更接近實際工況的分析工具。
應用領域
樁體、軟土貫入儀器貫入過程等軟土大變形領域
展開 土體邊界面模型matlab及umat程序 ￥98
下圖是Sanisand模型的示意圖及公式，如果想要了解邊界面模型的作用機理，可以學習我發布的土體彈塑性本構理論教程。
以下是Dafalias&Manzari（2004）論文中通過Sanisand模型對不同密實度、圍壓的土體在排水三軸壓縮試驗、不排水三軸壓縮試驗以及循環三軸試驗的模擬結果（左）。同時我將模型編入matlab實現了論文上的模擬結果。我的matlab程序的模擬結果也放在下面作為對比（右）。付費內容是我編寫的Sanisand邊界面模型matlab程序，umat程序以及參考文獻，需要的同學可以購買（可以私戳我通過ZFB購買，可優惠20%）。
圖1.不排水三軸壓縮實驗密砂實驗與模擬結果對比
圖2.不排水三軸壓縮實驗中密砂實驗與模擬結果對比
圖3.高圍壓下排水三軸壓縮實驗實驗與模擬結果對比
圖4.低圍壓下排水三軸壓縮實驗實驗與模擬結果對比
圖5.循環不排水三軸壓縮實驗實驗與模擬結果對比
展開 abaqus計算受重力作用下的土體表面重應力為什么不是零
abaqus計算受重力作用下的土體表面重應力為什么不是零呢，這個是下面的個人一些想法，可以供小白參考。
舉一個最簡單例子，假設土體大小10X10X10米，材料密度2000kg/m3.彈性模量100Mpa，泊松比0.3，摩擦角30度，粘聚力30Kpa，只受重力作用，重力加速度取10。單元尺寸大小分別取0.5、1、2、5m。
計算地表豎向應力分別為0.5X104pa、1X104pa、2X104pa、5X104pa，可以看出，單元尺寸越小，地表單元的應力就越小，結果偏于更準確。這是因為重力是作用在每個單元的重心位置，該模型標準矩形，單元也規整，第一層每個單元的標高是單元網格尺寸的一半，第一層重心位置的應力就是密度X重力加速度X該層單元格重心深度，再通過有限元原理轉化到每個單元的節點上，可想而知，要想地表網格節點尺寸為0，必須是單元網格大小足夠小，接近于0，這就是為什么abaqus模擬巖土工程不準確的地方，不可能做到足夠小，一般巖土工程的模型都是比較大的（幾十米幾百米幾千米），模型越大網格尺寸會劃分的很大，精確度也越低。更多案例可以關注抖音abaquser。
展開 剛性基礎三維仿真分析(土體為DP材料)
土體材料屬性
mp,nuxy,2,0.45
mp,dens,2,2000
tb,dp,2 !土體本構模型
tbdata,1,10,30,30
!建立關鍵點
k,1
k,2,1.5
k,3,1.5,0.4
k,4,1.1,0.4
k,5,1.1,0.8
k,6,0.7,0.8
k,7,0.7,1.2
k,8,0.3,1.2
k,9,0.3,2
k,10,0,2
k,11,4,2
k,12,4,0
k,13,4,-2
k,14,0,-2
k,15,0.3,3
k,16,0,3
!建立各條線，面元素
*do,i,1,9,1
l,i,i+1
*enddo
l,10,1
al,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
l,9,11
*do,i,11,13,1
l,i,i+1
*enddo
l,14,1
l,2,12
al,2,3,4,5,6,7,8,11,12,16
al,1,16,13,14,15
l,9,15
l,15,16
l,16,10
al,9,17,18,19
/pnum,area,1
/pnum,line,1
aplot
!
展開 有人會做土體的劈裂注漿嗎
有人會做土體的劈裂注漿嗎
降雨強度及持時對邊坡穩定性影響研究
這是由于隨著持續時間的增加，總降雨量也相應增加，從而導致邊坡周圍的蓄水量越來越大，土體的孔壓和飽和度也在逐步增大，導致邊坡土體抗剪切強度因降雨入滲影響逐漸減小，極易發生山體滑坡災害。因此，邊坡抗剪切強度會在降雨持續時間較長的情況下顯著降低，從而導致邊坡穩定性系數降低更為明顯[8]8]。
表3 與降雨持續時間條件下坡面穩定系數不同
降雨強度5mm/h, 降雨持續48h和72h后邊坡塑性應變云圖，如圖5所示。由圖5(a)可知，坡面上的最大應變是9.8×10-2,塑性區的最大應變也是在圖5(b)中的坡腳處，最大應變是8.39×10-3,并延伸到坡頂上的塑性應變區，呈現連續貫通的近似圓弧面，由坡腳向坡頂方向發展至終止，可看作是邊坡的潛在滑動面。降雨持續時間不同會造成邊坡塑性變化。邊坡失穩時塑性區隨著降雨持續增加而逐漸擴大范圍。這是由于雨水逐漸滲入土體內部，造成土體飽和度增加，孔壓增大，對基質的 吸力降低，最終引起土體塑性變形而引起的。邊坡的安全系數隨著可塑性面積的增加而變小。此外，長時間的雨水浸潤，不僅使坡面表層土體抗剪強度降低，而且使坡面深部土體產生連續的滑動面，從而出現貫通的塑性區。
圖4 下坡滲水示意圖降雨時長條件不同
圖5 不同于下坡持續時間的雨量等有效適應
3 結語
本文以某水庫邊坡為研究對象，采用有限元數值模擬軟件ABAQUS,分析邊坡在不同降雨強度和時長條件下的安全系數變化，得到以下結論。
(1)降雨強度增大會導致邊坡孔隙水壓增大，當降雨強度為5、10、15、20mm/h時，邊坡土體最大孔壓分別為104.3、107.5、109.7、110.9kPa。
展開 基于Runge-Kutta算法的硬化土模型二次開發
由于巖土體復雜，盡管目前已提出了上百種本構模型，但大多數模型僅能反映特定土體在特定情況下的力學行為，因此存在一定的局限性。巖土工程常用的Mohr-Coulomb模型和Drucker-Prager模型為理想彈塑性本構模型，MCC模型為硬化彈塑性模型，難以同時反映土體的剪切硬化和壓縮硬化，采用Mohr-Coulomb強度理論作為屈服準則，從Vermeer雙硬化模型發展而來的硬化土（HS）本構模型[2]作為一種雙屈服面硬化彈塑性本構模型，在描述軟土和較硬土的變形特性上有較好的表現[3]。
目前，除了PLAXIS、ZSoil等少數有限元軟件已嵌入HS模型，其他軟件使用該本構仍需自行開發編寫相關程序。ABAQUS軟件在求解巖土等非線性問題上有突出的優勢，有能為用戶提供編寫自定義本構模型的二次開發平臺。徐遠杰等[4]將Duncan-Chang本構模型成功編成了UMAT子程序，岑威鈞和朱岳明[5]推導了平面應變條件下UMAT子程序所需的彈塑性剛度矩陣，為后續學者開發UMAT子程序提供了支撐，使許多本構模型被廣泛應用于巖土工程數值模擬中。因此，為有效地擴展HS模型的應用范圍，可選用ABAQUS作為HS模型的開發平臺。
為實現HS模型在ABAQUS上的應用，文章利用ABAQUS用戶自定義材料子程序（UMAT）編寫HS本構模型，優化其應力更新算法，并將模型的計算結果與室內三軸壓縮試驗數據進行對比，驗證該本構模型的合理性及可靠性，還分析了采用其他本構時數值模擬的結果。
1 硬化土模型
硬化土模型中土體的剛度與應力相關[4]。土體處于彈性階段時，采用雙剛度分別模擬加載與卸載時的力學特性，如圖1所示。土體處于塑性階段時，采用各向同性硬化法則與非關聯的流動法則反映土體的剪脹性，同時引入帽蓋屈服面反映土體的壓縮硬化，形成了雙硬化本構模型[5]。
展開 基于VUFIELD或VUSDFLD或兩者結合的土體強度線性增加方法
ABAQUS顯示動力學中，通過子程序的方式實現土體強度隨深度線性增加的幾種方法：
第一種：VUFIELD子程序
第二種：VUSDFLD子程序
第三種：VUFIELD和VUSDFLD子程序結合。
需要說明的是：第三種方法，首先通過VUFIELD子程序建立場變量與坐標的關聯，然后通過VUSDFLD將VUFIELD定義的場變量保存為狀態變量，然后更新VUSDFLD定義的場變量。VUSDFLD無需通過CALL的方式調用VUFIELD的場變量。
以上僅為個人的理解，如有錯誤，請各位不吝指出。
vufield_vusdfld.for
vusdfld.for
vufield.for
USDFLD子程序實現循環荷載作用下土體的剛度弱化
哪位大佬用USDFLD子程序編寫過循環荷載土體剛度弱化
