ansys地應力平衡的案例
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 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
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 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
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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
真實地知道現狀邊坡的內力是很難的，我們采取的辦法是，用我們所建立的幾何模型施加和實際模型一致的重力和邊界條件進行計算，得到變形后或變得更小或與現狀邊坡不完全一致的邊坡內力近似的作為現狀邊坡的內力，并重新將其施加于與現狀邊坡一致的幾何模型，再施加重力（當然邊界條件也應基本一致）以平衡，這樣才算建立了與現狀模型基本一致的模型，其下的計算才成為可能。這就是所謂“地應力平衡”。
II. 什么工況下，施加初始地應力？
a. 隧道開挖、填充的動態巖土工程問題
b. 邊坡問題
c. 多層土仿真
d. 樁土地基
e. 地殼 巖體模擬
f. 地震
III. 什么時間點施加地應力？
當我們建任何東西或挖任何東西之前, 地表的位移都是零, 但是土體的應力卻存在, 這種無位移但有應力的時間點叫地應力平衡。那么正確的時間點應該是什么呢, 就是不管土原來是什么樣的, 高山, 河流, 丘陵, 平原都可以, 關鍵是在我們對它做任何擾動之前。譬如，樁土作用如何平衡? 這個問題首先就是錯的, 因為地應力平衡的時候是不能有樁的；一旦有樁就跨過了地應力平衡這個時間點, 數值模擬要接近實際情況, 不能想當然, 所以正確的選擇時間點是地應力平衡計算中最關鍵的。
IV. 施加過程中及之后需要的注意事項？
比如，初始地應力場平衡一般在表面水平的情況下僅僅和密度相關，密度一樣的話平衡的結果很好，別的參數改變之后經過計算，差別很小。表面不水平的情況則最好通過文件導入初應力的情況進行平衡。一般來講，表面不平的時候有很多因素造成誤差很大。比如，不同施加方法，其收斂性可能不同。
未完待續……之后附上實例及方法
原創作品，如有所需，注明出處
展開 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 網上找的別人的心得-地應力平衡方法
：）這個功能讓基坑開挖、隧道開挖等的初始應力，開挖后的殘余應力很好的顯示；也可以很好的模擬鐵路設計中的工后沉降的概念，在地應力平衡后，加上荷載所得沉降即為工后沉降；也很好的模擬了樁土復合地基的問題，如果沒有初始應力的模擬，使土對樁產生了擠壓應力，從而通過設定摩擦系數就可以模擬了樁與土之間的摩擦力；除此之外，在進行擋土墻計算時也需要ABAQUS的這項功能，反正很多都用得著。
希望我的建議能幫助初學者（其實我也是初學者，呵呵）很快掌握這個技巧。
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。
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
【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）
【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）
有限性元特輯II 初始地應力平衡兩種方法（實例）
11.修改關鍵字，為模型定義初始應力場
1，手動添加關鍵字法
將原來的CAE模型另存為soil2.cae，選擇菜單Model→Edit keywords,在*STEP語句之前添加以下語句：
*initial conditions,type=stress,input=soil.csv
修改前
修改后
12. 重新建立Job,提交分析
注意， 初始應力場文件soil.csv應該和新建的INP文件位于同一個路徑下。
看地應力平衡的結果
注意， 初始應力場文件soil.csv應該和新建的INP文件位于同一個路徑下。
可觀察到，初始狀態下（0時刻）， 模型就具有了一個初始應力場，這個應力場與上一個未加初始地應力的分析步結束時刻的應力場完全相同。
上面就已經完成了初始地應力平衡 ，接下來可以添加其他分析步（例如普通的靜力分析步Static，General），定義接觸和實際的荷載，并去掉前面第一步中臨時邊界條件。
Remark：也可用UltraEdit 處理CSV文件，而不選用EXCEL。唯一區別是，EXCEl有行數限制，當n>65536時，不能載入全部文件內容。
方法II
同樣分兩個步驟：
1.自動地應力平衡。
2.讀取ODB文件結果定義初始應力。
同樣形式如下：
精力有限，不想詳述~
總結
初始地應力平衡，在巖土工程等中，非常重要與關鍵，需給予足夠重視。當然，本教程足夠簡單，更深的問題未涉及~感興趣的，請查閱相關資料！
(建議有個草稿箱，剛剛出錯，內容全沒了……）
小哥原創，轉載請注明出處 本人郵箱 xingwjin@sina.com
展開 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
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
