abaqus 巖土分析的案例
ABAQUS與巖土工程分析(全文).
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雖然Abaqus也存在這樣的問題，但總體上還是能滿足巖土數值分析的特定需求的。本文簡單羅列了Abaqus在巖土數值分析中能實現的功能。
一、初始條件類
1）初始應力場（含孔壓場）
2）初始孔隙比
3）初始飽和度
4）初始溫度分布
5）初始場變量
二、分析步類型
1）總應力分析
2）有效應力
固結分析（飽和土、非飽和土）
3）熱-力-流耦合分析（同時考慮固結和傳熱）
4）動力分析
需要注意ABAQUS尚不能進行有效應力動力固結問題。
三、材料模型
1）線彈性（可考慮彈性模量隨某變量（如深度）的變化）
2）莫爾庫倫（常用于砂土、顆粒材料）
3）D-P（可加帽蓋）
4）修正劍橋模型（這也是ABAQUS優于其它一般通用有限元軟件的地方）
5）用戶自定義材料（非常靈活）
四、接觸功能
1）ABAQUS中提供了三種接觸算法。general contact（通用接觸）、contact pairs（接觸對）和contact elements（接觸單元）。通用接觸一般在顯式算法中使用，在顆粒流等包含大規模接觸面等問題中尤其方便。
2）可模擬不同材料界面的力學和溫度相互作用（Interaction），如樁-土接觸面等。
3）ABAQUS提供了不同的約束條件，如Embedded region可模擬土釘，加筋土等。Tie可將兩個區域綁定在一起，網格劃分不連續時也可使用這一功能。
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ABAQUS土木（巖土）相關書籍匯總
ABAQUS土木（巖土）相關書籍整理
深部巖體工程分析（比較好）-abaqus：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1YQx4uws8MnZv__E2P9VG8w 密碼：vgjc
《ABAQUS在巖土工程中的應用》：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1JtlVDf3iZxKBnXW8RwxeqQ 密碼：po5w
《ABAQUS在隧道及地下工程中的應用》陳衛忠-伍國軍：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1msZMlk5M-vkl89vrf6Xb1A 密碼：abxm
《ABAQUS與巖土工程分析》朱以文-蔡元奇：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1lvOEaVYofRME68RvgXb7qg 密碼：6fue
ABAQUS中初始地應力的施加：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1tgMYpvUBFGmNjqnxt32bcA 密碼：d8w8
ABAQUS在土木工程中的應用：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1e-hAzObnV8-0Eqe9Cp6HSQ 密碼：crmt
abaqus巖土工程實例詳解-費康（完整版）：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1MYTgxW8YEYn_M_ACYDM2xA 密碼：6v13
abaqus土木工程結構模擬實驗案例分析1：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1KpTQaA35PmNu1vh-xvSD9w 密碼：n44x
ABAQUS軟件的工程應用實例集：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1jsBSkKIySWZAvtfIbcd5Jg 密碼：4qtb
ABAQUS結構工程分析及實例詳解.王玉鐲、傅傳國.中國建筑工業出版社：鏈接：https://pan.baidu.com
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（2） 匹配 “分析時間” 與 “時間步長”
總分析時間：若要模擬N次沖擊，總時間需滿足 T=N/f（比如模擬 10 次 10Hz 的沖擊，總時間就是10/10=1s）。
時間步長：為讓結果穩定、平滑，建議每個沖擊周期至少劃分 20 個時間步，因此步長需滿足
2、 什么是地應力，為什么在開挖之前要設置地應力分析步
地應力是指在沒有外部擾動時，地下巖土體內部由于自重、構造應力、孔隙水壓力等原因形成的初始應力場。常見的地應力包括：
自重應力（豎向應力）：由上覆土或巖層重量產生，計算公式為:
其中 ? 為豎向應力，為巖土體重度，H 為埋深。
水平原始應力：由于地殼構造或側向約束產生，常按側壓力系數K0估算：
孔隙水壓力：若地下有水，按靜水壓力公式：
在進行開挖、隧道、基坑、地下結構分析前，需要先建立合理的初始地應力場，原因有三：
參考資料：
1、頂管隧道開挖案例模型文件；
2、《ABAQUS與巖土工程分析》朱以文-蔡元奇；
3、《ABAQUS在隧道及地下工程中的應用》陳衛忠-伍國軍；
4、《ABAQUS巖土工程實例詳解》
展開 利用ABAQUS進行巖土內部斷裂破壞的cohesive單元分析研究
問題引出
我們知道，ABAQUS中經常用于模擬裂紋擴展或斷裂行為的是Cohesive單元，Cohesive單元可理解為一種準二維單內聚單元，可以將它看作被一個厚度隔開的兩個面，這兩個面分別和其他實體單元連接。這種單元在很多行業中的結構關于損傷仿真研究方面經常用到。為此，本文通過建立金屬板的膠合模型，用cohesive單元模擬結構的損傷演化。
2. 模型說明
兩塊金屬板用膠結合在一起，在法向拉力作用作用下將兩塊板分開，分析在對金屬板加載過程中膠層的應力應力及失效過程。金屬板層尺寸為10×10×1mm，膠層厚度為0.1mm，有限元模型如圖1所示，左右兩層體單元為金屬，中間一層為厚度為0的Cohesive單元，此次仿真用的單位制系統是mm、N、MPa。
圖1金屬板膠接模型
3有限元分析
利用ABAQUS進行本次Cohesive單元損傷演化分析步驟如圖2所示，主要包括：創建部件及劃分網格、創建材料并給部件賦予材料屬性、裝配、創建參考點和剛體約束、創建分析步、設置輸出變量、創建邊界條件及施加位移載荷、創建分析作業并提交分析、可視化處理，其中在兩個仿真環節中會設計到cohesive單元的設置及后處理操作，因此，本文著重分析這兩個方面的內容。在創建材料賦予材料屬性這里，軟件中是通過單擊工具箱中assign section，單擊sets按鈕，在region assignment對話框中選擇Sect-cohesive，單擊ok完成，具體操作界面見圖3所示，其他部件操作依次類推。此外在最后的可視化處理操作在后續介紹。
圖2分析步驟
圖3 region section界面設置
3可視化后處理操作
具體在ABAQUS中的操作見附件cae格式文件，最終的結果如下各圖所示。
展開 Abaqus巖土動力分析-邊界條件轉化
一般在進行巖土動力分析時第一步是靜力分析，第二步是動力分析；但是靜力分析與動力分析的邊界條件不一樣，該如何轉換呢？是直接強制轉換嗎？
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ABAQUS軟件廣泛應用于巖土工程有其技術方面的必然性。概括起來，ABAQUS的優勢可以歸納為如下幾個方面：
（1）合理的材料本構模型是進行正確分析的關鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構模型，能夠真實地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒有提供的。另外，ABAQUS提供了開放、靈活的二次開發平臺，通過自定義子程序用戶可以建立特定的模型、實現特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應力對土體的強度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓單元，可進行土體的固結、滲透分析，以滿足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩態滲流、瞬態固結的功能，而且提供了針對非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應力狀態。
（4）ABAQUS強大的接觸功能，可正確模擬土體與結構之間的脫開、滑移等現象。
（5）巖土工程往往涉及到復雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結構的施工過程；還提供了無限元，以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
綜合以上特點，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問題，在該領域具有優秀的適用性。
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ABAQUS軟件廣泛應用于巖土工程有其技術方面的必然性。概括起來，ABAQUS的優勢可以歸納為如下幾個方面：
（1）合理的材料本構模型是進行正確分析的關鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構模型，能夠真實地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒有提供的。另外，ABAQUS提供了開放、靈活的二次開發平臺，通過自定義子程序用戶可以建立特定的模型、實現特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應力對土體的強度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓單元，可進行土體的固結、滲透分析，以滿足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩態滲流、瞬態固結的功能，而且提供了針對非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應力狀態。
（4）ABAQUS強大的接觸功能，可正確模擬土體與結構之間的脫開、滑移等現象。
（5）巖土工程往往涉及到復雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結構的施工過程；還提供了無限元，以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
綜合以上特點，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問題，在該領域具有優秀的適用性。
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展開 abaqus巖土滲流仿真
就是我在做滲流分析時，在荷載模塊添加了預定義場（初始孔隙比），為什么提交計算還是顯示初始孔隙比未定義呢？
Abaqus在巖土工程中的應用
這一點ABAQUS也是完全滿足要求的，ABAQUS具有單元生死功能，可以精確的模擬填土或開挖造成的邊界條件改變；ABAQUS還tigong了無限元，可以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
（5）巖土工程數值分析中必須考慮初始應力作用，ABAQUS專門tigong了相應的分析步，可以靈活、準確地建立初始應力狀態。
綜上所述，ABAQUS可以求解絕大部分巖土工程問題，在巖土工程中具有很好的適用性。
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展開 【轉】ABAQUS在巖土工程的應用優勢
ABAQUS軟件廣泛應用于巖土工程有其技術方面的必然性。概括起來，ABAQUS的優勢可以歸納為如下幾個方面：
（1）合理的材料本構模型是進行正確分析的關鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構模型，能夠真實地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒有提供的。另外，ABAQUS提供了開放、靈活的二次開發平臺，通過自定義子程序用戶可以建立特定的模型、實現特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應力對土體的強度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓單元，可進行土體的固結、滲透分析，以滿足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩態滲流、瞬態固結的功能，而且提供了針對非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應力狀態。
ABAQUS強大的接觸功能，可正確模擬土體與結構之間的脫開、滑移等現象。
（4）巖土工程往往涉及到復雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結構的施工過程；還提供了無限元，以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
綜合以上特點，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問題，在該領域具有優秀的適用性
展開 ABAQUS CEL (例3) 巖土大變形的模擬
該例子放于我的視頻專欄內，以視頻形式講解巖土工程大變形的數值模擬，視頻包含所有模型創建過程及邊界條件的處理，適合新手掌握CEL在Abaqus中的應用；有CEL技術問題，歡迎大家一起探討
ABAQUS好像有那個巖土仿真牛逼癥！
我們接著上一期講
巖土工程常用的單元
除了實體單元外，還有梁單元
梁單元
如果一個構件橫截面的尺寸遠小于其軸向尺度(一般的判據為小于1/10), 并且沿長度方向的應力是最重要的因素，就可以用梁單元進行模擬。
在巖土工程中，梁單元可用來模擬樁或其他結構構件。
在ABAQUS中梁單元的名字以字母“B"開頭。下一個字符表示單元的維數：“2”指的是二維梁單元，“3”指的是三維梁單元第三個字符表示插值的階數：“1”表示線性插值，“2”表示二次插值，“3”則表示三次插值。B21和B31單元(線性梁單元)以及B22和B32單元(二次梁單元)是考慮剪切變形的Timoshenko梁單元，它們既適應于模擬剪切變形起重要作用的深梁，又適用于模擬剪切變形不太重要的細長梁。
提示：在ABAQUS中，梁單元是梁柱類單元，即可以產生軸向變形、彎曲變形和扭轉變形。Timoshenko 梁單元還考慮了橫向剪切變形的影響。
1.單元庫
梁單元庫中有二維和三維的線性、二次及三次梁單元。ABAQUS/Explicit 中沒有三次梁單元。
2.自由度
二維梁單元的每個節點有3個自由度：2個平動自由度(1和2)和一個繞模型所在平面法線的轉動自由度(6)。
三維梁單元每個節點有 6個自由度：3個平動自由度(1-3)和3個轉動自由度(4-6)。“開口截面"型的梁還有一個表示梁橫截面翹曲量的附加自由度(7)。
3.單元性質
由于梁單元中的節點坐標只定義了梁的長度，用戶必須給出梁截面特性，即材料、梁截面輪廓線的幾何尺寸和形狀。ABAQUS/CAE中提供了一系列內置的梁截面，方便用戶定義。
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