ABAQUS 基坑施工過程分析
關注創(chuàng)建者：RomiZhou 創(chuàng)建時間：2016-08-10
ABAQUS 基坑施工過程分析的視頻教程
ABAQUS基坑施工對下方盾構隧道影響分析—二維模型
采用ABAQUS軟件，模擬基坑開挖、支護對下方盾構隧道的影響。案例采用二維平面模型。 模型幾何示意圖 計算結果位移云圖
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ABAQUS基坑開挖-支護全過程分析(略講修正劍橋)
課程免費，模型文件收費，不需要模型可直接看課程 學習基坑開挖-支護全過程 整個模型做了兩三天，中途嘗試過做接觸+修正劍橋，但是我手上的修正劍橋材料太弱了，收斂性很差，后面慢慢調試通了之后，視頻就太大了，工作量太繁雜，后慢慢改到現(xiàn)在這個樣子，但是今天下午剛要做完，突然停電，連同我的麥克風一起斷掉，晚上重新錄課，沒有發(fā)現(xiàn)麥克風已經(jīng)斷連，就錄了上一節(jié)沒聲音的課，實在是太累了，嗓子很痛，可能這個課就是做不到最完美吧
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ABAQUS 基坑施工過程分析的實例教程
abaqus基坑逆作法施工
基于ADINA的三維基坑支護施工階段分析
幾何模型示意圖
有限元模型
材料列表
初始地應力場
·公式計算如下： 當Z1= 0時，對于第一層土：B1=density1*g=18000；C1=E1=K0=0.58；D1=F1=0； σZZ=A1+B1*Z1=0，可得A1=0；
當Z2= -3時，對于第二層土：B2=density2*g=19000；C2=E2=K0==0.67； σzz=A1+B1*Z2=A2+B2*Z2=-54000，可得A2=3000；
σyy=C1*σzz+D1=C2*σzz+D2=-31320，可得D2=F2=4860；
當Z3= -6時，對于第三層土：B2=density3*g=20000；C3=E3=0.36； σzz=A2+B2*Z3=A3+B3*Z3=-111000，可得A3=9000；
σyy=C2*σzz+D2=C3*σzz+D3=-69510，可得D3=F3=-29550；
·采用公式法來設置初始地應力場。
在此采用公式法來設置初始地應力。 對于多層土而言，需要把每層土的單元組分別采用不同的單元應力場即可。
展開 1計算任務的描述
為探討基坑支護工程中擠擴支盤樁的優(yōu)化設計方案，結合室內模型試驗結果，利用Abaqus軟件模擬支盤樁的成樁過程及成樁后基坑開挖過程，分析樁體受力特征及樁后土體變形特征，進而探討樁-土作用機制。模型設計平面圖如圖1所示。
圖1 支盤樁平面布置圖(單位：cm)
1--模型樁，2—反力梁，3—開挖臨空面，4—土工槽。開挖1mm長，反力梁距坑邊0.75m
長×寬×高=3.5 m×2.5m×2.8 m。開挖1.5m長
表1 地基土力學參數(shù)
混凝土樁與土層的接觸面參數(shù)設定為Kn=15 MPa，Ks=15 MPa，fric=15.
2 仿真計算采用的設備基本情況（CPU、內存等）
計算采用移動工作站Dell Precision 7510，CPU為 Intel Xeon E3-1535M 雙核處理器；內存為64GB。
3 計算模型的處理技術
（1）樁-土接觸模型創(chuàng)建技術
（2）不規(guī)則實體網(wǎng)格劃分技術
4 方法計算的機時耗費情況
計算耗費時間在一個小時以內。
5仿真計算的結果分析
圖2 樁-土裝配及耦合
圖3 樁-土裝配及耦合
圖4 樁后土體位移及樁身彎矩計算
6 結論
本文利用Abaqus通過以下工作的實施，實現(xiàn)了擠擴支盤樁基坑支護的優(yōu)化設計：
（1）支盤樁復雜排架結構建模，以及樁-土接觸模型建模；
（2）成樁過程中樁-土相互作用模擬（樁擠壓土）；
（3）基坑開挖過程中樁-土相互作用模擬（土擠壓樁）；
（4）完成了樁體受力分析以及樁后土體位移分析；
（5）在此基礎上，提出了雙排擠擴支盤樁優(yōu)化設計方案。
展開 在ABAQUS中，響應譜分析是分為兩步完成的，第一步需要設置一個頻率提取分析步，提取結構的前幾階固有頻率；在第二個分析步中設置響應譜分析。
值得注意的是，譜分析的激勵是在step中加載的，不需要在load中進行設置。
下載地址：Abaqus頻響分析完整過程
下列的功能模塊在ABAQUS/CAE操作整個過程中常常見到，這個表簡明地描述了建立模型過程中要調用的每個功能模塊。
“Part（部件）
用戶在Part模塊里生成單個部件，可以直接在ABAQUS/CAE環(huán)境下用圖形工具生成部件的幾何形狀，也可以從其它的圖形軟件輸入部件。
Property（特性）
截面（Section）的定義包括了部件特性或部件區(qū)域類信息，如區(qū)域的相關材料定義和橫截面形狀信息。在Property模塊中，用戶生成截面和材料定義，并把它們賦于(Assign)部件。
Assembly（裝配件）
所生成的部件存在于自己的坐標系里，獨立于模型中的其它部件。用戶可使用Assembly模塊生成部件的副本（instance），并且在整體坐標里把各部件的副本相互定位，從而生成一個裝配件。
一個ABAQUS模型只包含一個裝配件。
Step（分析步驟）
用戶用Step模塊生成和配置分析步驟與相應的輸出需求。分析步驟的序列提供了方便的途徑來體現(xiàn)模型中的變化（如載荷和邊界條件的變化）。在各個步驟之間，輸出需求可以改變。。
Interaction（相互作用）
在interaction模塊里，用戶可規(guī)定模型的各區(qū)域之間或模型的一個區(qū)域與環(huán)境之間的力學和熱學的相互作用，如兩個表面之間的接觸關系。其它的相互作用包括諸如綁定約束，方程約束和剛體約束等約束。若不在Interaction模塊里規(guī)定接觸關系，ABAQUS/CAE不會自動識別部件副本之間或一個裝配件的各區(qū)域之間的力學接觸關系。只規(guī)定兩個表面之間相互作用的類型，對于描述裝配件中兩個表面的邊界物理接近度是不夠的。相互作用還與分析步相關聯(lián)，這意味著用戶必須規(guī)定相互作用所在的分析步。。
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<p>需求：動態(tài)分析（基于模態(tài)的瞬態(tài)動態(tài)響應分析、顯示動態(tài)分析等）中結果的響應也是一個動態(tài)的過程，不確定哪個時刻的結果是最大值或者最小值，或者說想知道整個響應過程中的最大值、最小值是多少。結果輸出中是不會直接輸出的，只能看到每幀場輸出中的最值，又不可能自己逐幀場輸出結果里去看，然后找到所有幀中的最值，那么Abaqus軟件內如何實現(xiàn)呢？</p><p><br></p><p><span style="background-color
反應在特定的激勵作用下的單自由度系統(tǒng)的最大響應（最大振幅、速度、加速度或者其它的量）隨自然頻率（或者自然周期）變化的曲線，稱為響應譜 (response spectrum)。因為所繪的是最大響應對固有頻率的關系曲線，所以響應譜提供了所有可能的單自由度系統(tǒng)的最大響應。
一旦得到了對應于某一特定激勵的響應譜，只需要知道系統(tǒng)的固有頻率就可以求出它的最大響應。
無阻尼單自由度系統(tǒng)的運動微分方程為
在使用ABAQSU隱式方法進行非線性分析時，采用的是整體平衡迭代的方法。每一個增量步計算結束得出的結果只是一個無限接近解析解的結果，并不能得到精確解。因此要判斷某一個增量步是否完成了計算，需要判斷其結果增量是否滿足某個限制，當結果增量滿足限制要求時，該增量步即可收斂。要完成每一個增量步的計算，有時需要進行多個步驟的迭代才能達到收斂限值，如果一個迭代步的結果無法達到收斂限值
一、有限單元法的基本原理
有限單元法（The Finite ElementMethod）簡稱有限元（FEM），它是利用電子計算機進行的一種數(shù)值分析方法。它在工程技術領域中的應用十分廣泛，幾乎所有的彈塑性結構靜力學和動力學問題都可用它求得滿意的數(shù)值結果。
有限元方法的基本思路是：化整為零，積零為整。即應用有限元法求解任意連續(xù)體時，應把連續(xù)的求解區(qū)域分割成有限個單元
一、計算任務說明：
砌體材料是土木工程中最重要的建筑材料之一，研究砌體材料結構的力學性能和破壞機理，運用數(shù)學、力學方法與現(xiàn)代技術，建立趨于完善而精確的砌體結構理論，是全世界各國都一直關心的課題。
為探究砌體材料破損過程，本計算書以老舊建筑砌體墻作為研究對象，采用數(shù)值模擬的方法進行分析。全文以某老舊建筑砌體墻的現(xiàn)場試驗結果，以及有限元軟件對試驗結果校正后得到的本構模型和參數(shù)為研究基礎
纖維編織物有其結構上的復雜性，紗線織造過程中會承受拉力，并且紗線之間、紗線與機械部件之間存在大量接觸，這些拉力和摩擦力將影響織物成形后紗線的位置以及其橫向機械性能，這個過程是高度非線性的動力學過程，目前少有數(shù)值工具專注于編織過程研究。
Abaqus作為大型通用有限元商軟，以其強大的非線性處理能力，可以完美駕馭此類問題，下面的案例為2D平面織物，為加快計算速度，已經(jīng)將紗線材料調整為剛度比較小的軟線
1計算任務的描述
為探討基坑支護工程中擠擴支盤樁的優(yōu)化設計方案，結合室內模型試驗結果，利用Abaqus軟件模擬支盤樁的成樁過程及成樁后基坑開挖過程，分析樁體受力特征及樁后土體變形特征，進而探討樁-土作用機制。模型設計平面圖如圖1所示。
圖1 支盤樁平面布置圖(單位：cm)
1--模型樁，2—反力梁，3—開挖臨空面，4—土工槽。開挖1mm長，反力梁距坑邊0.75m
長×寬×高=3.5
本案例（附件中inp文件）介紹了ABAQUS中的材料切削分析。由于材料在切削過程中不僅會受到切削作用力，還會因切削過程中產(chǎn)生的熱量而受到熱作用力，因而涉及到熱力耦合分析。本案例介紹了如何在ABAQUS中實現(xiàn)切削金屬材料所帶來的熱量或溫度變化，以及實現(xiàn)在切削作用下的熱力耦合分析。
沖壓回彈分析會涉及顯式求解器到隱式求解器之間的結果傳遞設置，這樣能夠將現(xiàn)實中的力學過程進行拆解，利用適當?shù)那蠼馄鞣治鲇嬎闫鋵瞄L處理的的過程（動態(tài)過程、穩(wěn)定過程），從而使整個分析效率極大地提高。
圖1 沖壓示意圖（1/4模型）
如圖1所示，毛坯（藍色）位于夾具（綠色）和模具（黃色）之間，沖頭（紅色）以一定的速度沖擊毛坯，毛坯在壓力和模具約束作用下發(fā)生一定的變形（沖壓過程）；隨后沖頭與夾具向上運動
ABAQUS如何輸出分析過程中每一時刻的最大溫度曲線，或者輸出分析過程中每一時刻最大溫度值，如下圖所示
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