第六篇：地應力平衡方法以及注意事項

2017-03-17 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

注意:只有采用彈塑性本構(gòu)模型時需要地應力平衡,彈性本構(gòu)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(chuàng)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(qū)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(guī)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(gòu)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(cè)壓力系數(shù)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(guān)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(guān)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)。其所采用的幾何模型可以考慮地表起伏不平的情況以及巖土材料極其不均勻的情況,適用范圍廣。但由于外插的應力有一定誤差,因此采用彈塑性本構(gòu)模型時,可能會導致某些點的高斯點應力位于屈服面以外,當大面積的高斯點上的應力超出屈服面之后,應力轉(zhuǎn)移要通過大量的迭代才能完成,而且有可能出現(xiàn)解不收斂的情況。在僅考慮自重情況下只能考慮受泊松比的影響帶來的側(cè)壓力系數(shù)效應,因此平衡后的效果不一定很理想,但無疑其適用性很強。
最麻煩,也是最容易出錯的,不喜歡使用

(5)*initial conditions,type=stress,geostatic,user

該方法采用用戶子程序SIGINI來定義初始應力場,可以定義其為應力分量為坐標、單元號、積分點號等變量的函數(shù),要達到精確平衡需已知具體邊界條件,在實際中應用較少。
沒用過
注意:除了第一種方法geostatic 選的是自動,其他都是fixed,其他四種方法第一步除了土外可以有其他部件,效果一般很差,可以多循環(huán)幾次!

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