沉降分析的案例
GeoStudio工程應用實例之94 水井引起的地表沉降分析
GeoStudio工程應用實例之94 水井引起的地表沉降分析（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
資料來源：
中仿科技
文件大小：
18MB
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簡體中文
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本算例為SIGMA/W模塊和SEEP/W模塊結合的介紹算例。 熱傳分析算例是為了向初次使用者展示如何用GeoStudio軟件來進行抽水引起的
地表沉降問題的模擬。
算例示意圖如下所示。
點擊下載：本地下載
http://www.cntech.com.cn/down/h000/h03/1251962101d3822.html
展開 基于Ansys的路基沉降可靠性有限元分析
1引言
路基的沉降計算和預測在道路工程中有著十分重要的意義，解決軟基路堤沉降問題，是高速公路設計與施工的關鍵所在。土體是在人類無力控制的條件下形成的，其性質表現出很大的變異性川。大量試驗、統計表明，土性參數的變異系數遠比一般的人工材料大。在地基沉降計算方面，概率分析方法可以較好地反映地基土的不確定性。目前地基沉降可靠度分析方法主要有兩類:一是直接法進行的沉降可靠度分析，但過于簡單;二是基于隨機有限元的地基沉降概率計算方法，理論比較復雜，不易掌握。所以，如何把現有的有限元軟件用于路基沉降的可靠度計算是很有實際意義的。
ANSYS是一個功能非常強大的有限元分析軟件。已經有學者使用ANSYS的概率分析功能，在結構設計方面做過研究。本文旨在運用ANSYS的概率分析功能，對路基沉降可靠度進行探討，并通過一個算例說明其方法的可行性。對其它工程的可靠性計算有一定的指導意義。
2可靠性計算理論
簡言之可靠性就是指目標值小于某一個允許值的概率，按可靠性理論中的功能函數建立方法，如基本變量由X1，X2……，Xn組成，Q為基本變量的函數，功能函數可表示為
Q=f（X）=u0-u（X）
式中，u0為允許值，u為計算值，在概率極限狀態設計理論中，極限狀態方程為
f（X）=u0-u（X）=0
因而求解可靠性就是求極限狀態函數f（X）≥0的概率。
3模型建立及計算討論
3.1確定性模型
路基有限元模型如圖1所示，上部分為路堤，下部分為路基。路基的高度為8m，路基的長度為20m，路堤的高度為3m，路堤頂半寬為3m，邊坡比為1：1。采用ansys的8節點PLANE183單元模擬，考慮其大變形影響。使用完全牛頓-拉弗森算法。
不考慮土體的排水固結，按總應力法計算。
展開 基于ABAQUS的豎向荷載下三維樁土沉降變形分析_盛志強.pdf
基于ABAQUS的豎向荷載下三維樁土沉降變形分析_盛志強.pdf
一種粉塵顆粒沉降室，在混冷風、噴冷卻水的作用下，沉降效率大小模擬分析 ￥20
1、 模型簡介及計算參數
本次模擬對象為微硅粉沉降室，微硅粉粒子的沉降效率，進口管道和沉降室內冷氣及冷卻水液滴的混合分布狀態，三維模型見圖1。
沉降室設計要點：（1）沉降室尺寸長度（L）與高度（H）：
u: 氣流水平速度（通常0.3~1 m/s，防湍流）。確保顆粒在沉降室內有足夠時間沉降：
(2) 氣流分布進口設計：采用漸擴管（擴張角≤15°）或導流板，避免直接沖擊沉降區。均流裝置：增設多孔板或格柵，使斷面速度偏差≤20%。
（3）氣流速度（u）：上限：防止已沉降顆粒再飛揚（通常 umax≤1m/s），下限：避免設備體積過大（經濟性權衡）。
（4）溫度影響：高溫氣體需修正黏度μ（如200℃空氣黏度比常溫高23%），降低 vs
圖1 三維模型
計算參數如下：標況下煙氣風量為240000m3/h，溫度800℃，工況風量為943296m3/h，煙氣進口管道風速為16.3m/s；各冷風主管風量為15000m3/h，冷風主管風速為16.93m/s；粉塵濃度為8g/Nm3，其中70%微硅粉粒徑為0.3μm，粉塵容重為200kg/m3。流體密度為0.4043kg/m3；冷卻水用量為3t/h，采用DPM模型計算冷卻水液滴分布狀態，冷卻水噴嘴模型進行簡化，選solid-cone，擴散角55°，噴槍示意如圖2所示。
CFD模擬：檢查氣流均勻性（速度云圖）和顆粒軌跡（DPM模型）。
經驗公式對比：如L/H 比值通常取3~5（粗顆粒）或5~10（細顆粒）
圖2 噴嘴噴水方向示意圖
展開 
GeoFEA的功能特點
適合于巖土復雜建模的前處理
? 輸入或鼠標點擊的 CAD 網格產生方式
? 自動的結構化或非結構化網格產生
? 三角形、四邊形的二維單元，四面體和六面體的三維單元
? 結構中的桿單元和梁單元
? 接觸面單元
? 荷載、約束和超靜孔隙水壓力的模型顯示
? 材料參數的直接鍵入或是數據文件式的讀入
? 施工序列的實時顯示
? 地表的離散和分布式的加載模擬
特點：
排水，不排水和耦合固結分析
二維平面應變，軸對稱和三維分析
可處理多層土、多種加載、分階段開挖、地下水位和孔隙水壓變化等復雜條件
可計算二維、三維幾何模型中的軟土或砂土的應力、沉降分布
可計算分階段開挖中的瞬時沉降
可計算施工階段中擋土墻的穩定、變形和彎矩
使用高級土模型來適應原始加載狀態和加載卸載狀態的土體剛度
多種直接和子空間迭代求解器
能夠處理幾何和材料非線性
結合了Newton-Raphson 法和子步應力點算法(substepping stress point algorithm)
GeoFEA的用途
? 土體排水，不排水和耦合固結分析
? 二維平面應變，軸對稱和三維分析
? 多層土、多種加載、分層次開挖、地下水位和孔隙水壓變化分析
? 二維、三維軟土或砂土的應力、沉降分析
? 分階段開挖中的瞬時沉降分析
? 施工階段擋土系統穩定、變形和彎矩計算
展開 單邊袋除塵器模擬分析，給出粉塵在進口煙道內的重力沉降分析結論 ￥15
針對該袋除塵器的結構特點，為了保證袋除塵器各袋室分風及袋室內流場的均勻性，CFD數值模擬按照設備實際尺寸 1:1 的比例建立，主要完成數值模型建立、網格劃分、邊界條件確定、數值計算、結果分析等內容，并添加合適的導流板使其滿足要求。
按照袋除塵器圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 袋除塵器模型
圖中a1~a5為各個提升閥口的流量監測面。
計算參數如下，總煙氣量為65131 m3/h，煙氣溫度為190℃；
煙氣進口邊界條件為速度進口（velocity-inlet）；
煙氣出口outlet邊界條件為壓力出口（pressure-outlet），壓力值為0 Pa；
濾袋設置為多孔介質（porous zone）；
本次模擬湍流模型采用標準k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對流項采用一階迎風格式，近壁面采用壁面函數法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動。
經CFD模擬，本項目袋除塵器運行時的流線圖如下：
圖2 速度流線圖
各個袋室的煙氣流量如下：
圖3 各監測面流量
從速度流線圖可以看出，煙氣進入除塵器后，經過進口導流板的導流作用，煙氣相對均勻的向下流動，靠近進口袋室處斜煙道內風速在8m/s~11m/s之間（箭頭處）；煙氣進入各袋室灰斗后經過灰斗導流板進行擴散，煙氣較為均勻地向上流動進入袋室，各個袋室煙氣量與平均流量的最大偏差約為1.54%。根據重力沉降速度的斯托克斯表達式：
展開 地下采礦引起的地表沉降分析
1 引言
地下采礦引起的地表沉降和破壞是采礦工程設計和運行時必須考慮的一個問題, 而引起地表沉降的原因則是由于各種因素之間復雜的相互作用。Laubscher (2000年)開發了一種經驗方法來預測崩落作業造成的地表沉降。該方法基于MRMR分類系統, 它將預測的崩塌角與MRMR、開采深度和開采寬度聯系起來。
本公眾號過去的文章中，僅有三篇討論了地表沉降：
采礦引起地表沉降的影響因素
崩落采礦誘發地表沉降預測的經驗方法(Caving Angle)
地表沉降工程: 理論與實踐(By Syd S. Peng)
2 問題的提出
隨著礦山開采深度的不斷增加，采場采動壓力和地表塌陷問題日益突出，有些礦山的地表塌陷問題非常嚴重，幾十米深的地表陷坑隨時可能對地下開采和周圍的生態環境造成災難性破壞，從而增加了建設綠色礦山的阻力。另外，一些礦山已經由原來的露天開采逐漸轉為地下開采，這些礦山面臨著采動壓力和地表塌陷的雙重危險。當露天開采轉為地下開采時，露天開采的范圍部分或全部置于地下開采范圍的頂上，這將對地下開采形成潛在的危險。許多大型露天開采礦山在達到一定開采深度后,逐漸由露天開采轉向地下開采, 比如Chuquicamata礦和Palabora礦, 在這種情形下,地下開采活動會直接影響原露天采礦的邊坡穩定性, 一個典型的例子是Palabora礦, 在由露天開采專為地下崩落采礦法后, 于2005年在西面的邊坡發生了大規模的破壞, 如下圖所示. Chuquicamata礦于2020年開始轉入地下開采, 今后也可能面臨著同樣的狀況.
展開 GeoFEA--有限元分析軟件用途和功能
一、GeoFEA的用途
? 土體排水，不排水和耦合固結分析
? 二維平面應變，軸對稱和三維分析
? 多層土、多種加載、分層次開挖、地下水位和孔隙水壓變化分析
? 二維、三維軟土或砂土的應力、沉降分析
? 分階段開挖中的瞬時沉降分析
? 施工階段擋土系統穩定、變形和彎矩計算
二、GeoFEA功能特點
適合于巖土復雜建模的前處理
? 輸入或鼠標點擊的 CAD 網格產生方式
? 自動的結構化或非結構化網格產生
? 三角形、四邊形的二維單元，四面體和六面體的三維單元
? 結構中的桿單元和梁單元
? 接觸面單元
? 荷載、約束和超靜孔隙水壓力的模型顯示
? 材料參數的直接鍵入或是數據文件式的讀入
? 施工序列的實時顯示
? 地表的離散和分布式的加載模擬
三、土的本構模型：
? 各向同性、異性的彈性模型
? 隨深度變化的線彈性模型
? 修正劍橋模型
? 劍橋模型
? Von Mises
? Tresca
? Drucker-Prager模型（內接圓）
? Drucker-Prager模型（外接圓）
? 莫爾－庫倫模型
? Schofield 土模型
? 雙曲劍橋模型
四、豐富的土體單元模型庫
? 單元庫
? 結點位移未知的六結點桿單元
? 結點位移未知的六結點線性應變三角形（LSTri）
? 結點位移和孔隙壓力未知的六結點線性應變三角形單元（孔隙壓力線性變化）
? 結點位移未知的八結點線性應變四邊形單元(LSQuad)
? 結點位移和孔隙壓力未知的八結點線性應變四邊形單元(LSQuad)
? 結點位移未知的15結點三次應變三角形單元(CuSTri)
? 結點位移和孔隙壓力未知的22結點三次應變三角形單元(CuSTri)
? 結點位移未知的20
展開 [案例分析]STARCCM+入門系列之——混合物沉降
最終結果如下：
水體積分數分布
水沉降到箱底部，由于比水輕，乙烷移動到箱頂部。
流體域中點處的水和乙烷的體積分數各自穩定到預期的值
0.0
和
1.0。這一結果清晰地表明，求解穩定且已收斂。
本文轉自有限猿仿真博客，感謝原作者。如有侵權請立即聯系刪除。
沉降監測中的誤差分析及控制方法
4.觀測時間的影響
建筑物的沉降觀測時間有嚴格的限制條件，特別是首次觀測必須按規范要求、按時進行觀測。若不能得不到原始數據，或首次觀測數據有誤差，那么整個觀測就了觀測意義。
施工各階段的復測，應該根據工程的性質、進度、以及地基土質情況、基礎荷重增加情況等定時進行，不能漏測或補測，以保證得到準確的沉降觀測數據建筑物沉降的真實情況和變形規律。若觀測周期不規律，從誤差理論角度上分析，觀測成果不能準確反映沉降曲線的細部變化。
沉降觀測必須嚴格按照觀測周期準時進行。一般建筑可在基礎完工后或地下室砌完后開始觀測，大型、高層建筑，可在基礎墊層或基礎底部完成后開始觀測。
建筑物每增高1 層觀測一次，如果遇到特殊情況如：
1）施工過程中如果暫時停工，在停工時及重新開工時應各觀測一次。停工期間，可每隔 2～3 個月觀測一次。
2）基礎附近地面荷重突然增加、遇到大暴雨時、周圍大量挖土方時都要及時進行觀測。雨季前后要聯測，檢查水準點的標高是否有變動。隨著時間的進展，沉降量也隨之增加。當高層建筑物竣工后任需要進行沉降觀測，觀測周期一般每月觀測一次，如果沉降速度減緩，可改為2～3個月觀測一次，直至沉降穩定為止。
5. 水準點的影響
水準點的影響有以下4個方面：
1）如果水準點頂端處理不善，如頂端擱置面不平、粗糙，則每次標尺擱放情況就會不同，導致觀測結果偏差大。
2）如果水準點材料的鋼度不夠，則材料容易變形，導致每次觀測時的標準不一樣，導致結果偏差大。
3）如果觀測前未校驗水準點，如果出現沉降變化，用變化了的水準點作為觀測依據，結果自然偏差大。
4）基準點保護不好，如基準點內有雜物且沒有及時清理，觀測的依據被破壞了，導致觀測結果出現偏差。
展開 abaqus黏土固結沉降數值分析與解析解對比
該例題來自教程Applied Soil Mechanics with ABAQUS and Plaxis Applications，通過該案例可以學習采用abaqus粘性土固結沉降與時間的關系，并通過計算值與理論值對比可知，數值計算結果與理論值非常接近可靠。學習了劍橋模型參數的設置、孔壓邊界條件的設置、有效地應力概念以及結果后處理！
abaqus水泥土樁復合地基固結沉降變形分析 ￥5
abaqus水泥土樁復合地基固結沉降變形分析
專家解答 | GMS地下水數值模擬、地面沉降數值模擬實踐技術應用與案例分析
此證書作為個人學習和知識更新、專業技能提升、單位人才聘用的參考依據可上網查詢：www.aishangyanxiu.com
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課程咨詢及報名方式掃碼咨詢
關于地面沉降數值模擬實踐技術應用與案例分析培訓班
7月10日-7月11日
會議方式：在線直播
培訓目標：目前，地面沉降問題是我國較為常見的環境地質問題，其巨大的破壞力嚴重影響城市建筑安全和交通軌道運行。圍繞地面沉降的防控與治理，是工程地質、環境地質、軌道交通設計等相關技術人員十分關注的領域，而數值模擬技術是評估防控效果的有效工具之一。本次培訓課程針對地面沉數值模擬技術，結合不同行業的需求，詳細講解利用Proceing modflow軟件建立地下水-地面沉降數值模型的流程與步驟，同時，選取真實案例，運用模擬技術解析鐵路沿線地面沉降的預測，優選不同控降方案。本次培訓有助于提升技術人員的業務能力，增加科研創新能力。
課程內容詳情
頒發證書：
參加會議的學員可以獲得《地下水建模及環評技術應用》專業技術證書，內含學時證明，網上可查。此證書可作為學時證明、個人學習和知識更新、單位在職人員專業技能素質培養及單位人才聘用重要參考依據。
展開 [分享]ADINA多孔介質單位系統介紹
在有限元分析中，單位系統是一個很重要的問題，一般有限元程序都沒有指定單位系統，而只要求在分析中作到單位統一，而用戶在單位統一方面往往特別容易引起混淆而導致錯誤。在應用ADINA作固結沉降分析時，由于滲透系數的單位有其特殊性，更加導致了單位統一的難度，在此針對ADINA的固結沉降算法對其單位系統作一系統的介紹。
2004916211528501.pdf
abaqus瀝青路面結構沉降計算模型 ￥58
abaqus瀝青路面結構沉降分析模型。（含詳細操作步驟教程，CAE，inp，odb結果文件）。
路堤高 4m，采用 Drucker-Prager（D-P）本構關系。兩層軟土分別為淤泥質粘土和粉質粘土，分別厚 11.5m 和 8m。粉質粘土采用 Clay plasticity 模型。地下水位線為砂墊層以下 1.0m。模型底面寬度取 60m，模型表面（路面表面）為 28m，模型總厚度24.69m。路面和路堤按 1：1.5 放坡。得出路面結構在15 年后的不均勻沉降（路肩與路中沉降差）。
