隧道施工应力释放法的ABAQUS实现
参数弱化法:
优点:1、便于实现;2、便于控制应力释放过程;
缺点:1、无法给出明确的应力释放率;2、无法用在剑桥模型中,因为找不到一个合适的参数进行弱化。
施加节点反力法:
优点:1、能够明确给出应力释放率;2、物理意义较为明确;
缺点:实现过程不是很方便
地应力平衡,勉强可以吧:
待开挖区域弹性模量折减20%:
如何添加衬砌以及如何设置追踪单元我想再单开一贴和大家进行总结探讨。上面位移矢量图隐去了待开挖部分,是为了矢量显示清晰,实际上这一步待开挖(中心土体)部分实际还是存在的,只不过弹性模量折减过了。从图中可以看出,这种方法计算出的位移场并不是很符合实际情况。
二、施加节点反力法
这一方法的技术难点在于,如何获得地应力平衡后隧道周边土体节点反力。通过搜索和查看manual,基本可以锁定两种输出量:NFORC & RF。其中,RF只能在有边界约束处输出,NFORC根据manual我猜测应该是由节点所涉及单元的应力进行外插平均后得到的节点力。
总的思路是,通过对开挖后隧道相邻土体节点施加非均布节点力,使得此时的模型(土体)保持初始地应力和位移准零状态,然后施加原节点荷载*(1-应力释放率),以此来模拟不同的应力释放率下隧道及土体的力学响应。
模型:
材料参数:
修正剑桥模型
*Material, name=soil-3
*Clay Plasticity, intercept=1.45
0.11, 1.27, 0., 1., 1., , 1.
*Density
1770.,
*Porous Elastic
0.009, 0.32, 0.
如果你确定有地应力平衡,那么就请你检查是否是用的直接加重力平衡的吧。多孔介质弹性模型是需要在initial conditions中定义初始地应力的。
地应力平衡:
平衡效果一般,主要是做实例,只平衡了一次,到了10E-4就没再管了。
施加洞周边界约束,同时remove掉待开挖部分
可以看出,这一步进行完后,剩余土体的应力基本没有发生改变,也就是基本保持了初始地应力,在这种情况下导出节点力再倒入折减后支护力才是正确的。可以看出施加洞周位移约束后土体位移分布发生了变化,但数量级还是很小,基本没变,可以忽略。最后一张图是洞周节点反力云图,在这种情况下就可以输出节点反力了。
优点:1、便于实现;2、便于控制应力释放过程;
缺点:1、无法给出明确的应力释放率;2、无法用在剑桥模型中,因为找不到一个合适的参数进行弱化。
施加节点反力法:
优点:1、能够明确给出应力释放率;2、物理意义较为明确;
缺点:实现过程不是很方便
地应力平衡,勉强可以吧:
待开挖区域弹性模量折减20%:
二、施加节点反力法
这一方法的技术难点在于,如何获得地应力平衡后隧道周边土体节点反力。通过搜索和查看manual,基本可以锁定两种输出量:NFORC & RF。其中,RF只能在有边界约束处输出,NFORC根据manual我猜测应该是由节点所涉及单元的应力进行外插平均后得到的节点力。
总的思路是,通过对开挖后隧道相邻土体节点施加非均布节点力,使得此时的模型(土体)保持初始地应力和位移准零状态,然后施加原节点荷载*(1-应力释放率),以此来模拟不同的应力释放率下隧道及土体的力学响应。
模型:
材料参数:
修正剑桥模型
*Material, name=soil-3
*Clay Plasticity, intercept=1.45
0.11, 1.27, 0., 1., 1., , 1.
*Density
1770.,
*Porous Elastic
0.009, 0.32, 0.
如果你确定有地应力平衡,那么就请你检查是否是用的直接加重力平衡的吧。多孔介质弹性模型是需要在initial conditions中定义初始地应力的。
地应力平衡:
平衡效果一般,主要是做实例,只平衡了一次,到了10E-4就没再管了。
施加洞周边界约束,同时remove掉待开挖部分
可以看出,这一步进行完后,剩余土体的应力基本没有发生改变,也就是基本保持了初始地应力,在这种情况下导出节点力再倒入折减后支护力才是正确的。可以看出施加洞周位移约束后土体位移分布发生了变化,但数量级还是很小,基本没变,可以忽略。最后一张图是洞周节点反力云图,在这种情况下就可以输出节点反力了。
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