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今天分享一個計算復合地基固結沉降的abaqus模型。很多初次對復合地基建模新手總是會疲于處理復雜的接觸問題。如果是帶樁帽的剛性樁，一個模型的接觸面可能會有上百個，很容易出現接觸問題。 模型簡介：樁網復合地基abaqus模型，cae文件版本為2019，也可以用inp文件生成cae文件，這個對版本沒有要求。

ABAQUS 小應變分析(例5) 考慮比奧固結的地基承載力分析 該模型模擬剛性條形基礎(strip foundation)在滲流固結作用下的地基承載力。該工況在陸地粘土地基和海洋淺基礎(shallow foundation)中被廣泛考慮。為考慮比奧固結對地基承載力的影響，該模擬采用修正劍橋模型(MCC)。

2 結果分析 通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。 應力及位移及應變結果如下所示：3 結論 通過有限元計算分析，在上部混凝土基礎作用下，整個地基沉降為0.12mm，滿足現行規范限值要求，符合施工條件，可在此地基上進行上部結構施工。計算設備：運行時間：3min

從工后沉降來說，經過大量的現場鉆探取土和室內土工試驗得出的土性指標 進行估算，“輕夯多遍”強夯法可以在施工期內將沉降量完成預估最終沉降的 90%以上（經過計算分析，在相同的地基土，相同的堆載預壓作用下， 要完成 90%的固結度，至少需要 2～3 年），且固結過程是相當快的。

再繼續加載，樁側上部滑移區域不斷向下擴大。樁尖承載力開始發揮作用，樁尖以下土體中的應力增加的幅度會大于樁間土體中的應力的增加。（一般認當但相對位移達到2~5mm時，樁側摩阻力達到極限，樁土之間將產生相對滑移） 加載完成以后，樁間土及樁尖土在應力場的作用下由于固結和流變會繼續變形。

2 結果分析 通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。 應力及位移及應變結果如下所示：3 結論 通過有限元計算分析，在上部混凝土基礎作用下，整個地基沉降為0.12mm，滿足現行規范限值要求，符合施工條件，可在此地基上進行上部結構施工。計算設備：運行時間：3min

2 結果分析 通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。

ABAQUS 小應變分析(例4) 修正劍橋模型(MCC)模擬粘土的比奧固結 修正劍橋模型(MCC)被廣泛應用于粘土的滲流固結當中，能較準確地預測因滲流固結導致的土體沉降，有效應力變化，孔隙水壓力和孔隙比(e)的變化。該模型模擬粘土(Clay)在受荷作用下土體的固結，粘土為均質粘土，其先期固結壓力為200kPa，在實施地應力平衡后，土體頂部施加50kPa的固結壓力。

2 結果分析 通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。 應力及位移結果如下所示：計算設備：計算時間：20s

分析和求解控制 由于孔隙壓力耗盡導致的基質固體變形是一種耦合分析，因此使用固結選項（SSOPT，固結）進行土壤分析（ANTYPE，soil）。啟用自動時間步進（AUTOTS，ON）。并且結構自由度的時間積分被禁用（TIMINT，OFF，STRUC）。全局剛度矩陣是不對稱的，因此需要非對稱Newton-Raphson求解器選項（NROPT，UNSYM）。

該示例問題演示了一種使用土壤分析對非線性固結進行建模的方法，其中施加到模型上的載荷是自重。

4.5邊界條件有限元模型需合理地設置邊界條件，土體側面約束徑向位移，底面固接。計算模型在保證分析精度的條件下，應選取合適的地基土計算范圍以減小計算量，大量的現場試驗和數值模擬分析表明，沿加載方向，8倍直徑（8D）范圍外地基土的位移近乎為零，土體邊界對數值分析的精度基本沒有影響。橫向荷載作用下樁端位移基本為零，周圍土體變形較小，土體計算深度取1.4倍樁入土深度是合理的。

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。

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λ為屈曲失穩載荷因子，(△u?)為結 構失穩形態的特征向量。1.2 非線性屈曲非線性屈曲分析方法多采用弧長法進行分步迭代計算，在增量非線性有限元 分析中，沿著平衡路徑迭代位移增量的大小(也叫弧長)和方向，確定載荷增量的 自動加載方案，可用于高度非線性的屈曲失穩問題。

模型邊界條件如下：底面設置法向位移約束；側面根據不同工況施加不同的徑向壓力（125 kPa、225 kPa和300 kPa）；頂面施加分級荷載，先施加與圍壓相等的固結壓力模擬試樣的固結過程，再逐級加載至試樣破壞[11]。模擬材料為花崗巖殘積土，土體相應的參數由三軸試驗得到，具體數值如表1所示。

該結構通過拉結筋和栓釘實現鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產生界面滑移，導致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復現，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進行數值模擬。需特別說明的是，本次復現僅涵蓋建模過程教學，不涉及曲線擬合內容。

定義初始應力狀態 計算第一個載荷步中的原位應力狀態會導致垂直位移： 通常，土壤處于已固結狀態。因此，靜止荷載引起的初始位移是不自然的，應盡量減少。 垂直應力狀態Sy隨土壤深度線性變化，表示為： 其中： =土壤密度 =重力加速度 =每個單元的垂直高度 側向土壓力系數是水平應力分量與垂直應力分量的比值。