abaqus固結(jié)分析的案例
ABAQUS 小應(yīng)變分析(例5) 考慮比奧固結(jié)的地基承載力分析 ￥67
ABAQUS 小應(yīng)變分析(例5) 考慮比奧固結(jié)的地基承載力分析
該模型模擬剛性條形基礎(chǔ)(strip foundation)在滲流固結(jié)作用下的地基承載力。該工況在陸地粘土地基和海洋淺基礎(chǔ)(shallow foundation)中被廣泛考慮。為考慮比奧固結(jié)對(duì)地基承載力的影響，該模擬采用修正劍橋模型(MCC)。該模型(MCC)被廣泛應(yīng)用于粘土的滲流固結(jié)當(dāng)中，能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)因滲流固結(jié)導(dǎo)致的土體沉降，有效應(yīng)力變化，孔隙水壓力和孔隙比(e)的變化。
建模時(shí)，先對(duì)粘土(Clay)施加先期固結(jié)壓力200kPa,以達(dá)到預(yù)固結(jié)的效果；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土體的預(yù)應(yīng)力平衡；而后對(duì)剛性基礎(chǔ)施加一個(gè)向下的位移，研究基礎(chǔ)在考慮比奧固結(jié)情況下的承載力。
建模及結(jié)果展示：
模型位移邊界條件及地基預(yù)壓固結(jié)
模型網(wǎng)格劃分
模型局部網(wǎng)格細(xì)化
條形基礎(chǔ)的承載力位移曲線
條形基礎(chǔ)下壓時(shí)的土體應(yīng)力分布
條形基礎(chǔ)下壓時(shí)所激發(fā)的周圍土體
條形基礎(chǔ)下壓時(shí)土體的等效塑性應(yīng)變
條形基礎(chǔ)下壓時(shí)土體內(nèi)的孔隙水壓力分布
條形基礎(chǔ)下壓時(shí)土體內(nèi)的孔隙比的變化
展開(kāi) abaqus黏土固結(jié)沉降數(shù)值分析與解析解對(duì)比
該例題來(lái)自教程Applied Soil Mechanics with ABAQUS and Plaxis Applications，通過(guò)該案例可以學(xué)習(xí)采用abaqus粘性土固結(jié)沉降與時(shí)間的關(guān)系，并通過(guò)計(jì)算值與理論值對(duì)比可知，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與理論值非常接近可靠。學(xué)習(xí)了劍橋模型參數(shù)的設(shè)置、孔壓邊界條件的設(shè)置、有效地應(yīng)力概念以及結(jié)果后處理！
abaqus水泥土樁復(fù)合地基固結(jié)沉降變形分析 ￥5
abaqus水泥土樁復(fù)合地基固結(jié)沉降變形分析
ABAQUS 小應(yīng)變分析(例4) 修正劍橋模型(MCC)模擬粘土的比奧固結(jié) ￥67
ABAQUS 小應(yīng)變分析(例4) 修正劍橋模型(MCC)模擬粘土的比奧固結(jié)
修正劍橋模型(MCC)被廣泛應(yīng)用于粘土的滲流固結(jié)當(dāng)中，能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)因滲流固結(jié)導(dǎo)致的土體沉降，有效應(yīng)力變化，孔隙水壓力和孔隙比(e)的變化。該模型模擬粘土(Clay)在受荷作用下土體的固結(jié)，粘土為均質(zhì)粘土，其先期固結(jié)壓力為200kPa，在實(shí)施地應(yīng)力平衡后，土體頂部施加50kPa的固結(jié)壓力。土表面為自由滲流邊界。
建模及結(jié)果展示：
模型位移邊界及頂部50kPa荷載
模型網(wǎng)格劃分
土表面在50kPa荷載下隨時(shí)間的沉降位移曲線
土的孔隙水壓力分布
土的孔隙比(e)的分布
展開(kāi) 
Abaqus熱流固耦合——一維熱固結(jié)問(wèn)題
當(dāng)土壤承受負(fù)荷和溫度變化時(shí)，必須解決一個(gè)描述變形，孔隙流體流動(dòng)和通過(guò)土壤傳熱的方程組耦合問(wèn)題，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)固結(jié)行為。在這個(gè)問(wèn)題中，說(shuō)明了Abaqus / Standard對(duì)一維熱固結(jié)建模的能力。研究了一維全飽和土在恒定表面載荷和恒定表面溫度下的固結(jié)行為，并將所得結(jié)果與Aboustit等人的結(jié)果進(jìn)行了比較。 （1985）。
問(wèn)題描述
該問(wèn)題可以視為與1.15.1節(jié)“ Terzaghi固結(jié)問(wèn)題”的熱學(xué)對(duì)應(yīng)。該部分中的討論同樣適用于此問(wèn)題，此處不再贅述。圖1.15.6-1顯示了線性彈性土柱在恒定表面壓力和恒定表面溫度下的一維熱彈性固結(jié)。該列高7個(gè)單位，寬2個(gè)單位。土體底部受到約束，并且除允許自由流動(dòng)的頂表面外，土體的所有側(cè)面均不可滲透。頂表面承受1單位的恒定壓力和50單位的恒定溫度。假定土壤已完全飽和。重力被忽略了。 Aboustit等人報(bào)道的材料性能。 （1985）被使用。土壤是彈性的，模量為6000單位，泊松比為0.4。土壤的滲透率為4×10-6單位，比重為1單位。由于Aboustit等。 （1985年）只使用了一組熱性質(zhì)，對(duì)于固體和孔隙流體使用相同的熱性質(zhì)。比熱為40單位，密度為1單位。土壤和孔隙流體的電導(dǎo)率為0.2單位，熱膨脹系數(shù)為0.3×10-6。
One-dimensional thermal consolidation model.
限制了所有垂直于側(cè)面的位移以強(qiáng)制執(zhí)行一維行為。固結(jié)分析使用具有自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)的瞬態(tài)土固結(jié)步驟進(jìn)行。此問(wèn)題的時(shí)間步進(jìn)由兩個(gè)參數(shù)控制：一個(gè)參數(shù)控制溫度場(chǎng)時(shí)間積分的準(zhǔn)確性，另一個(gè)參數(shù)控制孔隙流體流時(shí)間積分的準(zhǔn)確性。孔隙流體溶液的穩(wěn)定性極限為
它規(guī)定了最小時(shí)間增量。該方程式中使用的變量在《 Abaqus Analysis用戶指南》第6.8.1節(jié)“耦合的孔隙流體擴(kuò)散和應(yīng)力分析”中定義。
展開(kāi) Abaqus熱流固耦合——圍繞圓柱形熱源進(jìn)行固結(jié)
盡管在Abaqus / Standard的配方中考慮了此類影響，但在當(dāng)前問(wèn)題中忽略了這些影響。
abaqus熱流固耦合分析.rar
Abaqus熱流固耦合——圍繞圓柱形熱源進(jìn)行固結(jié).pdf
abaqus圓柱形熱源情況下土體進(jìn)行固結(jié)
該問(wèn)題提出了在圓柱熱源周圍的飽和土壤中固結(jié)的解決方案。布克和薩維維杜（Booker and Savvidou，1985）對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了研究，它代表了埋在飽和土壤中的放射性廢物罐問(wèn)題的理想化。由于來(lái)自罐的熱輻射而發(fā)生的溫度變化導(dǎo)致孔隙水的膨脹量大于土壤中孔隙的膨脹量，導(dǎo)致熱源周圍的孔隙壓力增加。產(chǎn)生的孔隙壓力梯度將孔隙流體驅(qū)離熱源，導(dǎo)致孔隙壓力隨時(shí)間消散。Booker和Savvidou開(kāi)發(fā)了一種針對(duì)點(diǎn)熱源深埋在飽和土壤中的基本問(wèn)題的分析解決方案。隨后，他們使用該分析解決方案得出了圓柱熱源周圍固結(jié)問(wèn)題的近似解決方案。此問(wèn)題為Abaqus中耦合的熱固結(jié)能力提供了驗(yàn)證。飽和土壤的分析需要耦合應(yīng)力擴(kuò)散方程的解，Abaqus中使用的公式在《 Abaqus理論指南》第2.8節(jié)“多孔介質(zhì)分析”中有詳細(xì)描述。熱固結(jié)能力還可以與應(yīng)力擴(kuò)散方程完全耦合地求解傳熱方程（同時(shí)考慮傳導(dǎo)和對(duì)流效應(yīng)），從而模擬孔隙壓力對(duì)孔隙流體和管道內(nèi)溫度場(chǎng)的影響。土壤，反之亦然。
定義幾何形狀和材料特性的參數(shù)的數(shù)值是基于Lewis和Schrefler（2000）對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行的參數(shù)研究中給出的細(xì)節(jié)。
問(wèn)題描述
問(wèn)題設(shè)置如圖1.15.7-1所示。半徑為0.1604 m，高度為2.5 m的圓柱狀熱源被埋在半徑和高度均等于10 m的圓柱狀土壤中。實(shí)際上，土壤的圓柱形體積代表了圍繞熱源的無(wú)限介質(zhì)。重力被忽略了。由于邊界條件（下面將詳細(xì)討論），問(wèn)題基本上是一維的，唯一的梯度是在徑向方向上。分析的目的是預(yù)測(cè)整個(gè)土壤質(zhì)量，特別是熱源附近的孔隙壓力和溫度隨時(shí)間的變化。
幾何和模型
利用垂直方向的對(duì)稱性，僅對(duì)問(wèn)題的一半進(jìn)行建模。使用三維和軸對(duì)稱耦合的溫度-孔壓力元件都可以解決此問(wèn)題。為了呈現(xiàn)結(jié)果，選擇了三維元素類型C3D8RPT。
展開(kāi) midas/GTS固結(jié)分析的例題
midasGTS固結(jié)分析的例題1.rar
midasGTS固結(jié)分析的例題2.rar
樁網(wǎng)復(fù)合地基固結(jié)沉降abaqus文件 ￥5
今天分享一個(gè)計(jì)算復(fù)合地基固結(jié)沉降的abaqus模型。很多初次對(duì)復(fù)合地基建模新手總是會(huì)疲于處理復(fù)雜的接觸問(wèn)題。如果是帶樁帽的剛性樁，一個(gè)模型的接觸面可能會(huì)有上百個(gè)，很容易出現(xiàn)接觸問(wèn)題。
模型簡(jiǎn)介：樁網(wǎng)復(fù)合地基abaqus模型，cae文件版本為2019，也可以用inp文件生成cae文件，這個(gè)對(duì)版本沒(méi)有要求。模型分析的目的是得到填土過(guò)程中地基固結(jié)沉降，模型各部分尺寸如下圖。
網(wǎng)格劃分后的模型如下圖所示。建模時(shí)候建立了很多個(gè)樁間距的模型，因此
土工格柵embedded在墊層內(nèi)，實(shí)際上的格柵的網(wǎng)格尺寸很小，不可能按照實(shí)際尺寸進(jìn)行建模，可以采用單位長(zhǎng)度范圍內(nèi)的格柵抗拉剛度等效的方法方法格柵的尺寸。
模型中解除對(duì)共有194對(duì)接觸對(duì)，下圖中204包含了模型計(jì)算過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)填土加載設(shè)置的kill單元體操作，見(jiàn)interaction管理器的最后幾欄。
模型接觸對(duì)處理技巧：先用“Find contact pairs” 自動(dòng)搜索接觸對(duì)，注意看第一列，他是以兩個(gè)part名加短橫線命名接觸對(duì)，短橫線之前的是主面，短橫線之后是從面。樁網(wǎng)復(fù)合地基中，樁由于剛度較大，必須是主面，根據(jù)這一點(diǎn)要求，選中樁名字在后的接觸對(duì)，然后點(diǎn)擊切換主從面，點(diǎn)擊一次就行，點(diǎn)擊完成后接觸面名稱不會(huì)變，但是主從面已經(jīng)對(duì)換了。
分析完成后結(jié)果如下圖，其他細(xì)節(jié)可以從模型中查看。
展開(kāi) 太沙基一維固結(jié)模擬分析
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太沙基一維固結(jié)模擬分析
1、一維飽和均質(zhì)地基，土層厚度為10.0m，土層的初始空隙比為1.5，底部不排水，頂部排水，土體表面一次瞬間施加荷載為200KPa,土體為線彈性體，彈性模量為E=10MPa,泊松比為v=0.3，滲透系數(shù)為K=1*10^7m/s。水的容重為Υw=10KN/m3;
圖1 算例示意圖
2、寬度1m，高度為10.0m，矩形模型；對(duì)應(yīng)空隙比為1.5，
3、荷載步設(shè)置為1e-3s；排水過(guò)程擬合為20天，荷載為200Kpa,增量步最大步設(shè)置為100，土層劃分為10層；時(shí)間步長(zhǎng)為2000s，
4、網(wǎng)格
CPE4P作為單元類型，劃分尺寸為1.0，四邊形劃分
5、提交任務(wù)
圖2 網(wǎng)格劃分圖
6、結(jié)果分析
計(jì)算達(dá)到16.1天時(shí)，孔壓的變化率為1e-5KPa/s,可以認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，計(jì)算終止。
5.0m處孔壓的變化反應(yīng)空隙壓力逐漸消散，有效應(yīng)力相應(yīng)的增加的過(guò)程。
圖3 不同時(shí)刻孔壓沿深度的分布
圖4 5.0m處孔壓隨時(shí)間的變化
展開(kāi) ABAQUS 原始鄧肯張模型模擬3D比奧固結(jié)沉降 ￥66.67
鄧肯張模型(duncan-chang model)模擬3維比奧固結(jié)(biot consolidation)沉降
1、 模型建立
建立一個(gè)10m*10m*10m的土體，干密度為1.8t/m3，水的容重為10kN/m3，假設(shè)地下水位與土體地面齊平，即土體為飽和土。
土體本構(gòu)為原始鄧肯張模型(duncan-chang model)：該本構(gòu)為非線性彈性本構(gòu)，彈性模量和泊松比隨著圍壓的變化而發(fā)生變化，包含11個(gè)材料參數(shù)，通過(guò)子程序UMAT使鄧肯張模型的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系在ABAQUS中得以實(shí)現(xiàn)。
模型邊界條件：
1） 土體底部固定，四周邊界僅允許發(fā)生豎向沉降位移，土體在自重及初始圍壓50kPa下進(jìn)行預(yù)固結(jié)；
2） 模型只能通過(guò)表面進(jìn)行排水；
3） 在取得地應(yīng)力平衡后，在土體頂部施加200kPa壓強(qiáng)使土體發(fā)生固結(jié)沉降。
模型初始條件：
1） 模型初始固結(jié)壓強(qiáng)為50kPa，在自重（重力加速10m/s2）條件下，在ABAQUS中建立初始地應(yīng)力平衡（即，初始有效應(yīng)力平衡）；
2） 模型初始孔隙率為1.5（即，初始孔隙率的平衡）；
3） 模型假設(shè)孔壓呈線性分布，頂面孔壓為0，底部初始孔壓為100kPa（即，初始孔隙水壓力平衡）；
4） 賦予模型狀態(tài)變量：歷史上最大的偏應(yīng)力，固結(jié)應(yīng)力和應(yīng)力水平。
2、 模擬結(jié)果
模擬結(jié)束時(shí)的孔隙水壓力分布圖
模擬結(jié)束時(shí)的土體有效應(yīng)力分布圖
土體表面的時(shí)間應(yīng)變曲線
土體表面的時(shí)間沉降曲線
土體的初始固結(jié)壓力（賦予土體的初始狀態(tài)變量）
展開(kāi) 
ABAQUS模擬多孔介質(zhì)流體流動(dòng)之地層排水固結(jié)
（3）分析步：
Step1：地應(yīng)力自動(dòng)平衡分析步；
Step2：模型頂部孔隙壓力降為零，開(kāi)始100s排水。
（4）荷載：
重力、頂部表面作用22MPa垂向壓應(yīng)力
（5）邊界條件：
圖2
（6）初始條件：
初始孔隙比：0.1；
初始孔隙壓力：10MPa
（7）模擬結(jié)果：
圖3 初始地應(yīng)力自動(dòng)平衡法結(jié)果
圖4 path1
圖5 沿path1壓力梯度
圖6 沿path1 滲流流速變化
來(lái)源：ABAQUS大世界公眾號(hào)
abaqus固結(jié)沉降解析解及數(shù)值解對(duì)比（劍橋模型的使用） ￥15
該表還給出了每個(gè)子層的原位應(yīng)力和預(yù)固結(jié)應(yīng)力。 計(jì)算合并結(jié)算使用有限元合并程序在加載的帶材區(qū)域相對(duì)于時(shí)間的中心位置。
SOLUTION（文件名：Chapter4 Example8.cae）：如您所知，參數(shù)κ定義了劍橋模型中土壤的彈性行為，并且通過(guò)方程式κ= Cs / 2.3與膨脹指數(shù)相關(guān)。 參數(shù)λ通過(guò)λ= Cc / 2.3與壓縮指數(shù)相關(guān)。 強(qiáng)度參數(shù)M與土壤的內(nèi)摩擦角φ相關(guān)，如下所示：
在可能的情況下，尋求數(shù)值解決方案之前，最好通過(guò)分析方法解決問(wèn)題。 如表4.6所示，六個(gè)粘土子層被過(guò)度固結(jié)。 我們可以使用（4.11）或（4.12）計(jì)算每個(gè)子層的最終合并沉降。 （4.11）或（4.12）的選擇取決于第4.3節(jié)中討論的每個(gè)子層中的應(yīng)力條件。 粘土子層的初始條件完全由其原位垂直有效應(yīng)力σ0和其原位空隙率e0定義。 所有粘土子層的壓縮指數(shù)Cc等于2.3λ= 0.27，溶脹指數(shù)Cs等于2.3κ= 0.023。 使用電子表格進(jìn)行結(jié)算計(jì)算。 表4.7總結(jié)了電子表格的計(jì)算結(jié)果，最終固結(jié)沉降計(jì)算為91毫米。
在劍橋模型中，屈服面尺寸由參數(shù)p =（σ1 +2σ3）/ 3完整描述。屈服面的演變?nèi)Q于體積塑性應(yīng)變?chǔ)舙vol，它是p的函數(shù)。可以從e-logσv線輕松推導(dǎo)出εpvol和p之間的關(guān)系。固結(jié)曲線（e-logσv線）完全由其斜率Cc（=2.3λ）和初始條件σ0和e0定義。注意，λ，σ0和e0是此處使用的有限元程序中所需的輸入?yún)?shù)的一部分。同樣，預(yù)固結(jié)壓力σc是必需的
參數(shù)（表4.6）。此參數(shù)指定劍橋模型的初始屈服面的大小。如圖所示建立了二維平面應(yīng)變有限元網(wǎng)格
如圖4.28所示。粘土層分為六個(gè)子層。每個(gè)子層都有一組不同的材料參數(shù)，如表4.6所示。在此分析中，使用了具有孔隙壓力的低積分平面應(yīng)變單元。
展開(kāi) 有限元模擬三軸固結(jié)排水試驗(yàn)，abaqus 初始應(yīng)力場(chǎng)設(shè)置（一）
有限元模擬三軸固結(jié)排水試驗(yàn)
模型概況
土體試樣尺寸：高 8 cm，直徑 4 cm；
土體力學(xué)參數(shù)：彈性模量 10MPa，泊松比 0.3，粘聚力 10 kPa，內(nèi)摩擦角 30°;
試驗(yàn)荷載：圍壓 100kPa；
試驗(yàn)類型：等應(yīng)變式三軸試驗(yàn)，豎向應(yīng)變?yōu)?10%；
模擬的目標(biāo)
1、等壓固結(jié)完成時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)
2、獲得三軸試驗(yàn)剪切破壞時(shí)的豎向應(yīng)力
模型注意事項(xiàng)
1、簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱問(wèn)題
2、彈性階段采用線彈性本構(gòu)模型，塑性階段采用莫爾-庫(kù)倫本構(gòu)模型
3、將固結(jié)完成后的應(yīng)力狀態(tài)作為初始狀態(tài)
4、不考慮等壓固結(jié)的變形
5、采用 abaqus 的 Geostatic 分析步模擬等壓固結(jié)完成后的應(yīng)力狀態(tài)
6、采用軸對(duì)稱應(yīng)力單元 CAX4 ，只劃分一個(gè)單元
7、剪脹角采用 abaqus 默認(rèn)的最小值 0.1°
有限元模型
注：斜體樣式只劃分一個(gè)單元，單元類型 ：4節(jié)點(diǎn)線性軸對(duì)稱應(yīng)力單元
豎向應(yīng)力與豎向應(yīng)變關(guān)系
得到土體試樣剪切破壞時(shí)的豎向應(yīng)力為 334.6kPa，與理論計(jì)算結(jié)果一致。
土體試樣的初始應(yīng)力場(chǎng)設(shè)置
初始應(yīng)力的設(shè)置需要滿足平衡條件：等效節(jié)點(diǎn)荷載要和外部荷載、邊界條件平衡。如果達(dá)不到平衡，將不能得到一個(gè)位移為零的初始狀態(tài)。此時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)也不是所施加的初始應(yīng)力場(chǎng)。
在本例中，等壓固結(jié)完成后的應(yīng)力場(chǎng)為：三個(gè)方向的主應(yīng)力都為 100kPa。在初始步設(shè)置初始應(yīng)力如下：
在 Geostatic 分析步定義邊界條件為：對(duì)稱軸處 X 方向位移為零，底部 Y 方向位移為零。在頂面和右側(cè)施加圍壓 100kPa。得到的初始應(yīng)力場(chǎng)如下：
對(duì)應(yīng)的土體試樣位移云圖如下，可以判斷 Geostatic 分析步未產(chǎn)生位移：
展開(kāi) ABAQUS案例—ABAQUS中聲固耦合、聲輻射分析方法 ￥4
本案例（附件中inp）講述了ABAQUS中的聲固耦合分析、聲輻射分析方法。ABAQUS中有一套完整的聲固耦合分析方法。
噪聲輻射分析中，需要模擬附著在結(jié)構(gòu)上的外部空氣，而且它是向外無(wú)限延伸的，因此直接用聲學(xué)有限單元去模擬無(wú)限的空氣區(qū)域是不合理的。在Abaqus中可以通過(guò)兩種方式來(lái)模擬無(wú)限聲學(xué)介質(zhì)的影響：一,使用聲學(xué)無(wú)限單元；二，用阻抗邊界來(lái)模擬。
在對(duì)外部的噪聲輻射問(wèn)題進(jìn)行仿真分析時(shí)，無(wú)限單元法的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。無(wú)限單元可以直接在結(jié)構(gòu)上定義，或者也可以在聲學(xué)有限單元區(qū)域的終面上定義。
對(duì)于邊界阻抗技術(shù)，實(shí)質(zhì)上屬于無(wú)反射邊界條件。然而當(dāng)用此來(lái)模擬結(jié)構(gòu)外部的區(qū)域時(shí)，結(jié)構(gòu)與輻射表面的距離必須足夠大（通常取聲波波長(zhǎng)的1/3）。
聲學(xué)無(wú)限單元計(jì)算公式與聲輻射阻抗邊界的計(jì)算有幾個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別：無(wú)限單元采用更高階的差值函數(shù)，而聲輻射邊界則采用一階差值函數(shù)。雖然無(wú)限元計(jì)算每個(gè)單元的花費(fèi)更高，但是無(wú)限單元的要比阻抗邊界精確很多，因此通過(guò)減小無(wú)限元的單元規(guī)模，從而可以大大的降低結(jié)構(gòu)總的計(jì)算時(shí)間；本案例即是講解無(wú)限元單元法在模擬噪聲分析中的應(yīng)用。
展開(kāi) 