加筋土的案例
分層填筑加筋土擋墻，Abaqus 巖土仿真
本文配套視頻，請點擊 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13449
分層填筑加筋土擋墻，Abaqus 巖土仿真
前文回顧
在《有限元模擬加筋土擋墻，支擋結(jié)構仿真系列（二）》一文中（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/442137），使用 abaqus 有限元模擬了滿鋪包裹式加筋土擋墻的潛在破裂面、應力場和位移場。但算例中自重荷載是一次性施加的，并未考慮擋墻“分層填筑”的實際情況。
geogrid 前處理插件
本文借助 geogrid 加筋土擋墻前處理插件（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441859），輕易實現(xiàn)了10層填土的“分層填筑”前處理過程。
對于多層加筋土的分層填筑模擬是十分繁瑣的，比如：需要對建立多個“筋土界面”；使用生死單元時需要定義多個筋土集合；定義多個分析步并逐個進行“單元生死”的設置；為每層土定義自重荷載并設置生效時刻。大量的重復操作既容易出錯，又耗費時間。如果需要進行多次試算，效率極低！
以下是部分設置的截圖，可以直觀的感受到設置的繁瑣程度。但是在 geogrid 前處理插件中，只需要在命令欄輸入幾條命令就能完成所有的前處理工作，效率得到極大提高，而且避免了操作的失誤。
加筋體內(nèi)塑性應變的發(fā)展過程（3層~10層）
以下是重力一次性施加的情況（墻面傾向左側(cè)）：
可見，分層填筑時，加筋土內(nèi)的塑性應變發(fā)展得慢一些。
墻身位移云圖對比
分層填筑得到的墻身位移云圖如下，最大位移為 15.9mm。（擋墻底邊約束了x、y方向位移）
可見，分層填筑模擬得到的墻身變形更符合實際情況。
下面是自重荷載一次性施加的位移云圖，最大位移為 21.4 mm。
展開 加筋土擋墻建模，“面向?qū)ο蟆盇BAQUS PYTHON 二次開發(fā)
加筋土擋墻建模，“面向?qū)ο蟆盇BAQUS PYTHON 二次開發(fā)
因為滿鋪包裹式加筋土的 建模參數(shù)明確、形狀較簡單、同時完全手工進行各種情況的 反復建模很繁瑣，所以滿鋪包裹式加筋土的建模過程，非常適合作為“面向?qū)ο蟆盇BAQUS PYTHON 二次開發(fā)實戰(zhàn)的例子。
下面為大家展示本次“戰(zhàn)果”。
“面向?qū)ο蟆保幻}相承
本文與前面《鳥瞰》、《神乎》兩篇帖子是一脈相承的，如果對“面向?qū)ο缶幊獭备械侥吧?，請回頭先瀏覽一下前文（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441360）（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441445）。
在本次實戰(zhàn)中，“滿鋪包裹式加筋土擋墻”被抽象為一個“對象”，以 geogrid 的名稱“封裝”在“類型”（class）里面：（見下圖）
圖中 def 所定義的，就是“對象”的“成員函數(shù)”或“方法”。我已經(jīng)把建模需要的步驟、流程都變成了一個個拿來即用的方法。
展開 abaqus 插件發(fā)布，包裹式加筋土擋墻一鍵完成建模
abaqus 插件發(fā)布，包裹式加筋土擋墻一鍵完成建模
本次發(fā)布的 abaqus 前處理插件 geogrid，能夠快速完成上圖所示包裹式加筋土擋墻模型的快速構建。
當傾角 a 小于90度、鋪設長度不等長，同時要考慮分層填筑、筋土界面的時候，模型的建立變得繁瑣。建模計算的效率很低。
采用"面像對象"的 abaqus python 開發(fā)技術，開發(fā)了基于 GUI 界面和命令行的前處理參數(shù)化建模插件。
GUI 界面
下圖是 geogrid GUI 插件的截圖，用戶可以在 python 零基礎的情況下，快速無障礙一鍵完成所有前處理工作。
同時，geogrid 插件通過一種 python 腳本“編譯使用”的新使用方法，可以更靈活的在命令行使用。
在命令行使用
對 python 語言有了解的用戶，在命令行使用 geogrid 插件，可以實現(xiàn)高度靈活性。尤其是在模型參數(shù)已經(jīng)穩(wěn)定之后，只需要 4 條命令就能完成前處理和提交計算任務的所有工作。
geogrid 配套視頻、源文件、開發(fā)全流程視頻課程 即將推出，敬請關注本人技術鄰賬號
視頻鏈接：【GUI, 二次開發(fā)】面向?qū)ο蟮?abaqus python 插件 —— geogrid （https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13463?nagivator=course）
源文件下載鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/463365
展開 有限元模擬加筋土擋墻，支擋結(jié)構仿真系列（二）
有限元模擬加筋土擋墻，支擋結(jié)構仿真系列（二）
模型概況
支擋結(jié)構型式：滿鋪包裹式加筋土擋墻
墻面傾角：90度
加筋材料厚度：0.003 m
筋材鋪設長度：2 m
每層加筋體厚度：0.3 m
擋墻高度：3 m
有限元模型長度：5 m
模擬目標：
1、 潛在破裂面
2、 應力場和位移場
模型的注意事項
1、暫未考慮擋土墻的分層施工情況
2、筋土界面采用 Embedded region 約束
3、用桿單元模擬加筋材料
4、簡化為平面應變問題。邊界條件：底邊約束 x、y 方向位移，右側(cè)約束 x 方向位移。
5、加筋體采用 T2D2 二節(jié)點桿單元，土體采用 CPE4 單元
6、加筋材料采用線彈性本構模型，土體彈性階段采用線彈性本構模型，塑性階段采用莫爾庫倫本構模型。
7、本例提供用 python 語言開發(fā)的全流程參數(shù)化建模模塊
（詳細介紹 https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441859）
有限元模型
用桿單元模擬加筋材料，需要在設置材料和截面特性時，執(zhí)行以下操作：
（1）設置材料屬性時，在 Edit Material 對話框中勾選 No compression 選項。該操作使得加筋材料不能承受壓應力。
（2）設置截面屬性時，在 Creat Section 對話框中，選擇 Category 為 Beam，在 Type 中選擇 Truss。
塑性應變分布
位移云圖
豎向應力云圖
采用二次開發(fā)的全參數(shù)建模工具，秒算各種情況！
展開 
abaqus python 面向?qū)ο蠖伍_發(fā)—— geogrid 加筋土擋墻插件（正式版） ￥10
nagivator=course）
在 geogrid 加筋土擋墻插件開發(fā)期間，寫了多個帖子、錄制了多個視頻，對插件的功能、腳本編譯方法進行了介紹。
現(xiàn)在 geogrid 已經(jīng)可以實現(xiàn)墻面各種傾角、任意加筋長度組合的加筋土擋墻建模功能。插件可以在 GUI 界面和命令行使用。
geogird 既是一個用來演示“面向?qū)ο蟆盿baqus python 二次開發(fā)的例子，也是直接能用來分析真實擋土墻的插件。
如果，大家希望通過我發(fā)布的視頻內(nèi)容入門面向?qū)ο蟆盿baqus python 二次開發(fā)。強烈建議下載源文件進行實際操作，在下一次進行代碼精講視頻發(fā)布時有一個鋪墊，同時帶著問題來看代碼精講的視頻。在后面代碼精講視頻里面，會逐步提供未編譯的 python 腳本源代碼。
如果用到 geogrid 進行實際擋土墻的分析，那歡迎反饋你們的工程需求，我將免費添加相應功能。在插件的功能不斷豐富的同時，錄制更多免費視頻 讓大家對插件的維護、版本迭代、升級、代碼重構，有貼近實戰(zhàn)的了解。
在跟隨 geogrid 插件開發(fā)之路上，你會掌握如何擺脫現(xiàn)在的面向過程思維，從軟件工程的角度創(chuàng)造出一款屬于自己的接口豐富、功能完備、準商業(yè)級的前（后）處理插件。
插件更新、維護：
付費下載后，請在評論區(qū)留下郵箱，插件更新或維護之后會通過郵件方式發(fā)送新版本。
加入qq群（280631123），對軟件使用的問題可以在群里交流。
插件需求征集：
在下方留言里，留下你想要的插件。我先收集插件需求，針對排在前幾名的，進行投票，最后進行插件開發(fā)。在開發(fā)過程中，錄制免費學習視頻供大家參考學習。
展開 面向?qū)ο?ABAQUS PYTHON 二次開發(fā)，加筋土擋墻參數(shù)化建模工具 ￥20
加筋土擋墻建模，“面向?qū)ο蟆盇BAQUS PYTHON 二次開發(fā)》（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441859）的源文件。
源文件的使用：
將下載的 .pyc 文件放到類似這樣的路徑下 “D:\SIMULIA\CAE\2019\win_b64\code\python2.7\lib”。使用說明參考上述《實戰(zhàn)》一文，視頻演示如下。
源文件版本說明：
在 CAE 命令行導入 geogrid ，并實例化之后，輸入以下命令，可以看到建模工具的版本信息。
# 導入 geogrid
from geogrid import *
# 實例化
g = geogrid( )
# 查看版本信息
g.version
軟件更新、維護：
付費下載后，請在評論區(qū)留下郵箱，軟件更新或維護之后會通過郵件方式發(fā)送新版本。
加入qq群（280631123），對軟件使用的問題可以在群里交流。
加筋土擋墻參數(shù)化建模工具的說明：
（內(nèi)容待續(xù)）
展開 ABAQUS加筋擋土墻數(shù)值模擬？
abaqus中，加筋擋土墻實體結(jié)構怎么設置筋帶連接？接觸怎么選擇？是裝配？還是。。。？
論文速遞 | 不同剪切方向下土工格柵-土界面剪切行為的離散元研究
DEM Study on Shear Behavior of Geogrid-Soil Interfaces Subjected to Shear in Different Directions
作者：Yafei Jia, Jun Zhang*, Xiaoyi Chen, Chenxi Miao, Yewei Zheng**
論文內(nèi)容
在土工格柵加筋土結(jié)構設計中，通常假設筋材受力方向與肋條方向一致。然而，在實際工程應用中，如復雜地形或地質(zhì)條件下的樁承式加筋路堤、曲面加筋土邊坡等加筋土結(jié)構中筋材受力方向存在不確定性。此外，雙向土工格柵作為一種正交各向異性筋材，在不同方向上的拉伸性能也具有顯著差異。本文基于室內(nèi)試驗結(jié)果，建立了土工格柵-土界面直剪的三維離散元數(shù)值模型，研究了剪切方向和雙向土工格柵各向異性對土工格柵-土界面抗剪強度特性的影響。重點分析了不同剪切方向下土工格柵的內(nèi)力分布特征和筋-土強相互作用區(qū)域內(nèi)顆粒間法向接觸力的演化。
展開 七種常用擋土墻施工技術介紹，你該學習了！
它不適于路塹，路堤施工容易實現(xiàn)
錨定式擋土墻的圖片
加筋土擋土墻
加筋土擋土墻、指的是由填土、拉帶和鑲面砌塊組成的加筋土承受土體側(cè)壓力的擋土墻。
加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。一般應用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。
加筋土是柔性結(jié)構物，能夠適應地基輕微的變形，填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構物小，地基的處理也較簡便；它是一種很好的抗震結(jié)構物；節(jié)約占地，造型美觀；造價比較低，具有良好的經(jīng)濟效益。
加筋土擋土墻施工簡便、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期，一般包括下列工序：基槽（坑）開挖、地基處理、排水設施、基礎澆（砌）筑、構件預制與安裝、筋帶鋪設、填料填筑與壓實、墻頂封閉等，其中現(xiàn)場墻面板拼裝、筋帶鋪設、填料填筑與壓實等工序是交叉進行的。
展開 在家學：技術鄰免費仿真系列課程！累計時長：3100+分鐘
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《【分層填筑 加筋土擋墻】--筋土界面、生死單元【abaqus 實戰(zhàn)】【二次開發(fā)插件應用】》
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13449
課程說明：本課程首先介紹了什么是加筋土擋墻，加筋土擋墻幾何模型，如何建立幾何模型和筋土界面設置。再進行分層填筑模擬，生死單元設置，geogrid 插件的應用，最后求得筋材長度不一樣的情況。
ANSYS
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ANSYS系列課程
《水哥ANSYS初級系列教程【上篇】》
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10587
課程說明：課程以交互式操作(GUI)為主,介紹命令流,后期以命令流操作為主，入門級課程， ANSYS軟件零起點。
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《ANSYS WORKBENCH入門培訓系列視頻》
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12106
課程說明：本系列視頻主要包含幾何處理、網(wǎng)格劃分的基礎教學，講解清晰明了，初學者必備課程！
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《從零開始學散熱——Ansys Icepak熱仿真基本教程》
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13289
課程說明：想學習熱仿真的朋友們，你們的福利來了！本課程為你講解熱仿真基本原理，演示Ansys Icepak基本操作，通過實例詳細講解建模方法，求解流程以及Icepak的后處理功能。
展開 鐵路工程之路基附屬工程
路基支擋結(jié)構：主要有重力式擋土墻、短卸荷板式擋土墻、懸臂式和扶壁式擋土墻、錨桿擋土墻、錨定板擋土墻、加筋土擋土墻、土釘墻、抗滑樁、樁板式擋土墻、預應力錨桿。除前三種外其余均有預應力或錨桿施工，相對前三種較為繁瑣些，從而也限制了其施工區(qū)域，除前三種外其余幾種基本不在路堤區(qū)域出現(xiàn)，前三種則出現(xiàn)范圍較廣些。
路基防護工程：主要是指邊坡防護，或指路基主體邊坡、或指路塹邊坡的防護。最為常見的是植被（植物）防護，經(jīng)常漿砌片石骨架、混凝土骨架搭配，低矮路基也有單獨出現(xiàn)的情況；在部分圍巖較好的石質(zhì)路塹的地段也會掛網(wǎng)錨噴的支護方式；通常為了美觀邊坡上都會有植被種植，當然也有特殊情況，全部采用漿砌片石砌筑、或混凝土澆筑等方式防護。
路基排水：主要以地表排水溝的方式出現(xiàn)，也會有蓋板溝、急流槽等少量出現(xiàn)。
附屬設施：包括欄桿、檢查梯、隔離柵欄。
展開 
Abaqus在巖土仿真分析中能干什么 附ABAQUS巖土工程實例詳解下載
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(jié)分析（飽和土、非飽和土）
3）熱-力-流耦合分析（同時考慮固結(jié)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(jié)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(yōu)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(guī)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(qū)域綁定在一起，網(wǎng)格劃分不連續(xù)時也可使用這一功能。
下載地址：ABAQUS巖土工程實例詳解
展開 Abaqus在巖土仿真分析中能干什么 附ABAQUS在巖土工程中的應用下載
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(yōu)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(guī)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。
展開 ANSYS土工結(jié)構計算案例
（由上至下為公路面層，墊層，擋墻，擋墻面板采用預制混凝土塊0.6′0.6′0.6m3，混凝土后方為鉤掛式土工格柵，邊坡比較陡，邊坡有一定排水特性）。
史上最全擋土墻設計解讀！
浸水擋土墻：
沿河路堤，在傍水的一側(cè)設置擋土墻，可以防止水流對路基的沖刷和侵蝕，也是減少壓縮河床的有效措施。
2
按擋土墻結(jié)構形式劃分（這里只涉及幾種常見擋土墻）
重力式擋土墻：
是以擋土墻自身重力來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。它是我國目前常用的一種擋土墻。
常見的重力式擋土墻高度一般在5～6 m以下，大多采用結(jié)構簡單的梯形截面形式，對于超高重力式擋土墻（一般指6m以上的擋墻）即有半重力式、衡重力式等多種形式。
重力式擋土墻可根據(jù)其墻背的坡度分為以下幾種類型（如下圖）：
重力式擋土墻和懸臂式擋土墻的示意圖（如下圖）：
薄壁式擋土墻：
包括懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻兩種；一般墻高6m以內(nèi)采用懸臂式，6m以上采用扶壁式。
◆ 懸臂式擋土墻：
是由立板（墻面板）和底板（墻趾板和墻踵板）兩部分組成，一般形式為如下圖所示：
◆ 扶壁式擋土墻：
當擋土墻的墻高h>10m時，為了增加懸臂的抗彎剛度，沿墻長縱向每隔0.8~1.0m，設置一道扶壁。
錨定式擋土墻：
包括錨桿式和錨定板式兩種
◆ 錨桿式擋土墻：
是由預制的鋼筋混凝土立柱、擋土板構成墻面，與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合組成。錨桿的一端與立柱連接，另一端被錨固在山坡深處的穩(wěn)定巖層或土層中。
◆ 定板式擋土墻：
是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨走板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構。
加筋土擋土墻：
是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達到穩(wěn)定土體的目的。由面板、拉筋組成，依靠填土、拉筋之間的摩擦力使填土與拉筋結(jié)合成一個整體。
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