abaqus地應力平衡
先說為什麼要施加地應力：
1、我們所建立的幾何模型一般和工程實際情況或尺寸相對應、相一致，比如邊坡幾何模型和實際邊坡尺寸一致，但我們可以誇張一點想像，，n年前受重力和類似目前的邊界條件作用之前邊坡的尺寸大小，我們不得而知，如果能準確知曉，我們就可以建立乙個那時的幾何模型，再施加重力和邊界條件進行計算，變形後形狀和現狀邊坡形狀一致，其內力也就是初始應力場或地應力，就不用專門去施加地應力了，但問題是我們不能知曉邊坡受力前的形狀尺寸，我們現在的幾何模型就是邊坡現在的實際尺寸，受力後將會變成乙個更小的或與現狀不一致的邊坡，這不符合我們模擬現狀邊坡的目的。如果我們知道現狀邊坡的內力，將其提取出來作為幾何模型的內力，再和外力（重力）平衡，則我們建立的模型才能算和實際模型一致。
真實地知道現狀邊坡的內力是很難的，我們採取的辦法是，用我們所建立的幾何模型施加和實際模型一致的重力和邊界條件進行計算，得到變形後或變得更小或與現狀邊坡不完全一致的邊坡內力近似的作為現狀邊坡的內力，並重新將其施加於與現狀邊坡一致的幾何模型，再施加重力（當然邊界條件也應基本一致）以平衡，這樣才算建立了與現狀模型基本一致的模型，其下的計算才成為可能。這就是所謂「地應力平衡」的含義、目的、作用。
2.地應力平衡中的外力和內力的問題，地應力平衡中，顯然，重力是外力，應力場是內力，僅有外力重力，沒有內力是不可能的，同樣，僅有內力（專指初始應力場）而不受重力也是不可能的，否則，整個體系的力不會平衡。這就是為什麼我們將提取出的內力施加於幾何模型後必須再施加重力的原因。
為的是內力和外力平衡。) q0 f3 q6 h1 o#
3.地應力場的方向問題，有網友在論壇裡問，既然重力是向下，為與重力平衡，那應力場的方向是不是向上呢，這同樣是我開始接觸abaqus的疑問，相信很初學者也有這樣的疑問，我的理解是內力是沒有向上、向下或者向其它方向的概念的，內力只有拉力或壓力或剪力之分，其方向也按是拉是壓是順時針或逆時針而分，內力往往都是成對出現，如地應力場中的應力以壓應力為主，取乙個微元，則壓應力同時出現在向下和向上，你能說地應力就是向上，與重力反向嗎？
aba中初始地應力場平衡一般在表面水平的情況下僅僅和密度相關，密度一樣的話平衡的結果很好，別的引數改變之後經過計算，差別很小。表面不水平的情況則最好通過檔案匯入初應力的情況進行平衡。一般來講，表面不平的時候有很多因素造成誤差很大。
cdstudio版主的總結：
地應力平衡的正確時間點:
所謂地應力平衡是指, 當我們建任何東西或挖任何東西之前, 地表的位移都是零, 但是土體的應力卻存在, 這種無位移但有應力的時間點叫地應力平衡.那麼正確的時間點應該是什麼呢, 就是不管土原來是什麼樣的, 高山, 河流, 丘陵, 平原都可以, 關鍵是在我們對它做任何擾動之前. 有些人問樁土作用如何平衡?
這個問題首先就是錯的, 因為地應力平衡的時候是不能有樁的.一旦有樁就跨過了地應力平衡這個時間點, 數值模擬要忠實於實際情況, 不能想當然, 所以正確的選擇時間點是地應力平衡計算中最最關鍵的.
處理地應力平衡的三種方法:
1.地表水平土層分層水平的情況下的地應力平衡0 x- ~: c% z3 l0 r9 k3 |) _" d
地表水平而且土層分層水平的情況下的地應力平衡是最簡單的情況, 事實上也是大多數計算用到的平衡方法, 這個時候可以用abaqus提供的*initial conditions, type=stress, geostatic方法來做. 具體怎麼寫這個語句, 請自行參考文件.
2. 其它的情況下的地應力平衡[' s4 x& ]% i8 a# x* c1 y$ q
地表不水平或土分層不規則的情況下只能使用匯入地應力資料的方式進行地應力平衡, 其方法的核心是給土體加重力, 不必理會其土體位移, 只是單純的提取每個單元的平均應力, 再將這個應力讀回abaqus作為初始應力, 以達到平衡土體位移的效果. 具體操作參考這個貼
g( i6 ]( c: }! @5 p- q0 w
3. 不預設地應力
所謂的不進行地應力平衡是指計算前不設定土體位移歸零, 而是記錄下土體在重力作用下每個結點的位移值, 在進行後繼計算後, 將位移結果減去重力作用下每個結點的位移值就能得到當前計算步的淨位移, 這種方法只適用於小變形分析, 不適用於幾何非線性的情況, 好處是收斂性好, 精度高, 因為記錄的是結點位移, 缺點是麻煩, 因為要提前記錄, 還要處理資料.( b8 m% l, w+ l7 ~g" p4 \' s
1法是對單元集進行賦值, 與結點集無關;
常見的問題( mf/ l' [8 l4 d& _m
1. 有結構物的情況如何平衡?
有結構物的情況下就不是正確的平衡點, 如果一定要這樣平衡, 比如原來有乙個隧道, 現在在上面建房子, 要估計這種情況下的追加位移是多少, 這種情況下可以用上面的方法2和3來完成.3 h% g" df+ |( m5 n
2. 多層土的情況下的平衡?7 v" z1 f5 q: ~& \/ v9 c
多層土的情況可以根據不同的情況選擇方法1或2進行.0 c9 n, ]0 x) s: z: s
3. 有地下水的情況下的平衡?' d9 n* s' z7 y+ }( ?
有水的情況下最主要是要搞清楚土的三相, 按照不同的孔隙率計算土的幹密度和溼密度, 這種平衡目前最好是只用方法1來完成.2 t- r# b# ^+ w7 ^. o; k:
d0 q7 b8 f
4. 邊坡加重力無法平衡?, r. e, j0 n: f* l4 @|; ^7 }
邊坡加重力無法平衡表示邊坡本身是不穩的, 請檢查模型是否合理, 塑性引數是否合理./
大哥解答：
你的inp檔案中有part和instance, 而geo.dat中的節點編號前面沒有instance名稱。
有兩種方法：
1。建立沒有part的inp檔案，geo.dat中的單元編號前面沒有instance名稱。見
建立有part的inp檔案，geo.dat中的單元編號前面加上instance名稱。見
" \. r! y% m4 g: o! z! y4 k8 f
8 g8 q! h+ i- |7 ^
按照第2種方法，在你的geo.dat檔案中單元編號前面加上 part-1-1. ， 例如第一行變為3 s* v) ns# d; _" f2 {& p
( u, e7 j5 k6 q
part-1-1.1,-1.50e+04,-3.50e+04,-1.50e+04,-1.25e-12,-1.92e-13,-4.17e-12:
先建立好你的模型，按照你的課題把邊界條件、接觸什麼的都建好，然後使用命令mdb.models['你的模型名字'].setvalues(nopartsinputfile=on)，建立沒有part的inp檔案（abaqus不認帶part的istress資料）
zhuyi:要寫你的model的名字（在cae視窗頂部，model右面，預設名稱為model-1, model-2等等），不是cae或job的名稱。 你的model的名字前後都要加上單引號
地應力平衡方法
熊志勇陳功奇
第一部分地應力平衡方法簡介
地應力平衡有三種方法：
（1）*initial conditions,type=stress,input=filename.csv(或inp)
該方法中的檔案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,然後一般是將計算得到的每個單元的應力外插到形心點處並匯出6個應力分量(也可以匯出積分點處的應力分量,視要求平衡的精確程度而定)。
其所採用的幾何模型可以考慮地表起伏不平的情況以及岩土材料極其不均勻的情況,適用範圍廣。但由於外插的應力有一定誤差,因此採用彈塑性本構模型時,可能會導致某些點的高斯點應力位於屈服面以外,當大面積的高斯點上的應力超出屈服面之後,應力轉移要通過大量的迭代才能完成,而且有可能出現解不收斂的情況。在僅考慮自重情況下只能考慮受泊松比的影響帶來的側壓力係數效應,因此平衡後的效果不一定很理想,但無疑其適用性很強。
（2）*initial conditions,type=stress,geostatic
該方法需給出不同材料區域的最高點和最低點的自重應力及其相應座標。所採用的幾何模型一般較規則,表面大致水平,地應力平衡的好壞一般只受岩體密度的影響,無論採用彈性或彈塑性本構模型都能很好的達到平衡,可以不必侷限於僅受泊松比的影響,能夠通過考慮水平兩個方向的側壓力系數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,需知道平整後模型的上覆岩體自重。
（3）*initial conditions,type=stress,geostatic,user
該方法採用使用者子程式sigini來定義初始應力場,可以定義其為應力分量為座標、單元號、積分點號等變數的函式,要達到精確平衡需已知具體邊界條件,在實際中應用較少。
第二部分地應力平衡方法例項詳解
地應力平衡是岩土工程數值模擬分析的重要的內容，為了讓師弟師妹們快點上手，我利用第一種方法做乙個較簡單的模型，希望對大家有用。
一、 模型描述：
二、地應力平衡過程
1. 啟動abaqus,單擊create model datebase
2. 建立部件（part）
在part模組，單擊建立部件按鈕，彈出如右圖的對話方塊，
按圖輸入部件名：part-soil；
採用二維模型選擇2d planar；
type選擇可變型（deformable）；
基本特徵選擇殼體（shell）；
approximate size輸入70，這個數值的大小，應根據模型的最大尺寸來確定：稍大於最大尺寸的2倍。比如本模型最大尺寸是30那麼我輸入了70，但也不是絕對，你當然也可以輸入65，或75等等。
最後單擊continue,繼續下一步。
按照模型尺寸（如圖），建立模型部件，雙擊滑鼠中鍵，完成部件的建立。
3. 建立材料屬性（p roperty）
在module中切換到p roperty模組，單擊，輸入材料名稱（name）: material-soil,單擊density,在彈出對話方塊中輸入：密度2080；然後單擊mechaniacal—elasticity—elastic,在彈出的對話方塊輸入圖，單擊ok完成材料的定義。
單擊按鈕，輸入名字：s ection-soil,選擇soild , homogeneous,單擊continue，ok,完成截面的創立。
單擊按鈕，選取部件（單擊或框選，選擇後成粉紅色，表示選中），單擊done或單擊滑鼠中鍵來確定。在彈出的對話方塊中選中section-soil，單擊ok.
4. 裝配部件（assembly）
在module選擇assembly模組,單擊，彈出對話方塊，採用預設值，單擊ok.
注意：1.本模型只有乙個部件所以自動選中，如有多個可按shift鍵全選中；
2.instance type 本例都無所謂，只有乙個部件，但是如有多個部件，我比較喜歡選擇independent,因為在這種情況下，所有的部件會出現在乙個視窗，劃分網格更方便，並且直觀的看到不同部件連線處網格劃分的是否協調。
地應力的測量方法
地應力的測量原理 目前地應力測量方法有很多種，根據測量原理可分為三大類 第一類是以測定岩體中的應變 變形為依據的力學法，如應力恢復法 應力解除法及水壓致裂法等 第二類是以測量岩體中聲發射 聲波傳播規律 電阻率或其他物理量的變化為依據的地球物理方法 第三類是根據地質構造和井下岩體破壞狀況提供的資訊確定...
雁門關隧道高地應力 軟岩大變形段施工方案
一 工程概況 雁門關隧道北起山陰縣廟家窯村西，南止於代縣太和嶺村北。起訖里程dk110 855 dk124 940，全長14085 m，為全線重點控制性工程，設計為單洞雙線隧道，最大埋深約820m。我部承擔雁門關隧道進口段8145m正洞及1 斜井1445m 2 斜井2385m的施工任務。安排進口 1...
預應力混凝土簡支梁設計
一多層房屋的預應力混凝土屋面梁，構件及截面尺寸如圖二所示。先張法施工時在工地臨時台座上進行，在梁的受拉 受壓區採用直徑10mm的熱處理45si2cr直線預應力鋼筋。分別在梁的受拉 受壓區採用錐形錨具一端同時超張拉鋼筋。養護時預應力鋼筋與張拉台座溫差為250c，混凝土達到設計強度以後放鬆預應力鋼筋，混...