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2012-08-26 11/24 CAE学术群
2.4.2 地应力平衡
地应力平衡 inp修改语句
2012-08-26
12/24
CAE学术群
2.5 偏心加载
加载时为承台顶部加载，采用刚片模拟桥墩作用区，建立 桥墩在承台投影面中心为受荷点（参考点RP），施加水平 力、竖向力及其弯矩，且为顺桥向偏心加载，△=0.26m。
推荐仿真帖子 http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=908486& highlight=%E5%9C%B0%E5%BA%94%E5%8A%9B http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=762963
2012-08-26
7/24
CAE学术群
2.2.1 网格划分技巧—承台+桩的剖分
2012-08-26
8/24
CAE学术群
2.2.2 网格划分技巧—土体剖分
2012-08-26
9/24
CAE学术群
2.3 模型边界条件及接触设定
边界条件：
（1）土体四周约束法向自由度，其底部设定完全固结； （2）承台四周自由。
3.1 后续交流课题
1：ABAQUS在道路工程中的运用
静力分析、动力分析 路面温度场、温度应力 线弹性、粘弹性
2：斜桩承载能力分析（水平承载能力↑） 3：海上深水长大直径钻孔灌注桩孔壁稳 定性数值仿真分析
2012-08-26
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CAE学术群
3.1.1 路面案例
翘曲分析 移动恒载 脉冲加载
2012-08-26
2.6.2 弯矩、轴力提取—Free Body Cut
2012-08-26
15/24
CAE学术群
2.6.2 桩侧摩阻力—CSF2
原创—仿真论坛ID shclmy（长安大学好友）
网址： http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=982141& highlight=%E6%A1%A9%E4%BE%A7%E6%91%A9%E9%98%BB%E 5%8A%9B
荷载组合 极限承载力 标准组合 横桥向弯矩 （kN· m） -5490 -4377 顺桥向剪力（kN） -837 -71091 顺桥向弯矩（kN· m） -717019 -555573 轴力（kN） -336244 -255900 横桥向剪力 （kN） -126 -101
2012-08-26
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利用语句*initial conditions,type=stress,geostatic set-name，x1，y1，x2，y2，k1，k2 地应力平衡时将桩和承台杀死（*model change，remove）， 然后约束土体中桩孔的横向自由度。
*Static分析步。
（1）激活桩，同时建立接触 （2）承台参考点施加竖向、水平荷载及其弯矩 （3）刚度矩阵设置为非对称（unsymm=YES）
斜拉桥超大承台-群桩-土相互作用性状 数值模拟分析
福建@路面-桂子
2012年08月26日
目录
Ⅰ
Ⅱ
概况 模型建立
Ⅲ
2012-08-26 2/24
后续交流
CAE学术群
1.1 概况 “实体工程” “抛砖引玉”
2012-08-26
3/24
CAE学术群
1.2 模型建立思路
*Geostatic分析步，进行初始应力场的平衡。
孔隙水压力
温度场
2012-08-26 19/24
静力分析
CAE学术群
3.1.2 桩基案例
斜桩 （群桩动力分析）
钻孔灌注桩 孔壁稳定性分析
斜桩 （单桩） 2012-08-26 20/24 CAE学术群
3.1.3 其他
钢桥面铺装
XFEM
2012-08-26 21/24 CAE学术群
3.2 心得交流
U
重度
岩土名称及代号 r kN/m3 粉质粘土① 卵石② 粉质粘土③ 强风化凝灰岩④1 强风化凝灰岩④3 强风化花岗岩④3 强风化花岗岩④4 * * * * * * *
压缩系数
av1-2 MPa-1 * * * * * * *
Es0.1-0.2 MPa * * * * * * *
弹性模量、压缩模量、变形模量 地勘报告中，一般给出的是土的压缩模量Es，弹性模量可取为压缩模量 的3-5倍，本模型弹性模量按压缩模量的5倍选取。
有限元（软件+理论）的学习并非一朝一夕
碰到问题，第一反应不是求助，而应该是自己“啃”
（1）参考文献、书籍 （2）仿真论坛 （3）帮助文档
问题得以解决后，还应该做一件事情—分享心得 问问题时注意技巧，你得交代清楚，参考格式：你在 做什么课题时，采用什么方法，碰到了相应什么困难， 如若方便还可以上传模型共享得以解决。
接触设置：
（1）承台底与桩顶设为完全连续接触； （2）桩身与土体切向采用罚函数摩擦系数μ来表示；
根据相关文献，一般混凝土桩，对粘性土的摩擦系数为 0.25-0.4 ， 对砂土的摩擦系数为0.5-1.0。本次计算取0.3，并设定法向硬接触。
（3）承台与土体之间采用“硬接触”（高桩承台、低桩承台？）
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P(× 104 kN) 5
r=0% r=0.5% r=1.0% r=1.5% r=2.0% r=2.5% r=3.0%
10 15 20 25
L=50m L=60m L=70m L=80m L=90m
30
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S(cm)
25
CAE学术群
CAE学术群
2.6.1 模型验证
有限元法
桩顶轴力 规范m（104kN/m4） 40 70 132 200
有限元法
桩顶弯矩 规范m（104kN/m4） 40 70 132 200
11.010 10.778 10.849 10.938 11.001 22.640 22.742 22.742 22.742 22.742 34.180 34.705 34.635 34.546 34.483
外侧 中间 内侧
2.715 2.126 2.386 2.711 2.943 （平均值）
1 7 13
2 8 14
3 9 15
4 10 16
5 11 17
6 12 18
14/24
模型验证工况：刚性承台+承台底部与 土体分离（高桩承台）
结果分析：轴力分布为外侧一排桩最小，中间次 之、内侧最大，根据计算可知，三者的轴力连线 为一斜直线，即外、内两侧的轴力相加除2等于 中间桩轴力值，符合承台无限刚情况。 CAE学术群
2012-08-26
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CAE学术群
2.6.3 桩基承载能力—P&S曲线
桩基P-S曲线确定桩基极限承载力： （1）对于陡降型P-S曲线，极限承载力即为与破坏荷 载相等的陡降起始点荷载； （2）对于缓变型P-S曲线，极限承载力取值方法较多。
0 0 P(× 10 kN) 5 10 15 20
S(cm)
2012-08-26 5/24 CAE学术群
2.1.2 模型本构
土体—Mohr-Coulomb本构
承台+桩—弹性本构
2012-08-26 6/24 CAE学术群
2.2 模型网格
数值分析结果与网 格形态和网格密度有 密切关系。
收敛分析
对比三种不同网格划分，根据 桩顶轴力、弯矩和沉降位移的比 较，在控制为2%的相差范围内， 最终取如图所示的网格。其中桩 周土体、桩身10m、承台与桩顶 接触三部分进行加密处理，共 154604个单元。
2012-08-26
4/24
CAE学术群
2.1.1 岩土层设计参数建议值表
表1 地勘资ຫໍສະໝຸດ Baidu（不方便共享）
压缩 模量 冲钻孔 挡墙基 承载力基 灌注桩 底摩擦 本容许值 极限侧 系数 粘聚力 内摩擦角 阻力 快剪 Cq kPa * * * * * * * Φq 度 * * * * * * * [fa0] kPa * * * * * * * τi kPa * * * * * * * * * * * * * *
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CAE学术群
2.4.1 地应力平衡
（1）软件*Geostatic分析步自动平衡 （2）*initial conditions,type=stress,geostatic set-name，x1，y1，x2，y2，k1，k2 （3）*initialconditions,type=stress,input=FileName.inp （4）用子程序SIGINI
2012-08-26 22/24 CAE学术群
3.2 心得交流
学会自我验证模型的正确性
（1）实现参考文献结果（一般只能规律相符、数值相差） （2）解析解与数值解 （3）现场试验与数值解
学会建立“小例子”解决不确定的问题
实事求是
2012-08-26
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2.4.2 地应力平衡
地应力平衡 inp修改语句
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2.5 偏心加载
加载时为承台顶部加载，采用刚片模拟桥墩作用区，建立 桥墩在承台投影面中心为受荷点（参考点RP），施加水平 力、竖向力及其弯矩，且为顺桥向偏心加载，△=0.26m。
推荐仿真帖子 http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=908486& highlight=%E5%9C%B0%E5%BA%94%E5%8A%9B http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=762963
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2.2.1 网格划分技巧—承台+桩的剖分
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2.2.2 网格划分技巧—土体剖分
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2.3 模型边界条件及接触设定
边界条件：
（1）土体四周约束法向自由度，其底部设定完全固结； （2）承台四周自由。
3.1 后续交流课题
1：ABAQUS在道路工程中的运用
静力分析、动力分析 路面温度场、温度应力 线弹性、粘弹性
2：斜桩承载能力分析（水平承载能力↑） 3：海上深水长大直径钻孔灌注桩孔壁稳 定性数值仿真分析
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3.1.1 路面案例
翘曲分析 移动恒载 脉冲加载
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2.6.2 弯矩、轴力提取—Free Body Cut
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2.6.2 桩侧摩阻力—CSF2
原创—仿真论坛ID shclmy（长安大学好友）
网址： http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=982141& highlight=%E6%A1%A9%E4%BE%A7%E6%91%A9%E9%98%BB%E 5%8A%9B
荷载组合 极限承载力 标准组合 横桥向弯矩 （kN· m） -5490 -4377 顺桥向剪力（kN） -837 -71091 顺桥向弯矩（kN· m） -717019 -555573 轴力（kN） -336244 -255900 横桥向剪力 （kN） -126 -101
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利用语句*initial conditions,type=stress,geostatic set-name，x1，y1，x2，y2，k1，k2 地应力平衡时将桩和承台杀死（*model change，remove）， 然后约束土体中桩孔的横向自由度。
*Static分析步。
（1）激活桩，同时建立接触 （2）承台参考点施加竖向、水平荷载及其弯矩 （3）刚度矩阵设置为非对称（unsymm=YES）
斜拉桥超大承台-群桩-土相互作用性状 数值模拟分析
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目录
Ⅰ
Ⅱ
概况 模型建立
Ⅲ
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1.1 概况 “实体工程” “抛砖引玉”
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1.2 模型建立思路
*Geostatic分析步，进行初始应力场的平衡。
孔隙水压力
温度场
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静力分析
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3.1.2 桩基案例
斜桩 （群桩动力分析）
钻孔灌注桩 孔壁稳定性分析
斜桩 （单桩） 2012-08-26 20/24 CAE学术群
3.1.3 其他
钢桥面铺装
XFEM
2012-08-26 21/24 CAE学术群
3.2 心得交流
U
重度
岩土名称及代号 r kN/m3 粉质粘土① 卵石② 粉质粘土③ 强风化凝灰岩④1 强风化凝灰岩④3 强风化花岗岩④3 强风化花岗岩④4 * * * * * * *
压缩系数
av1-2 MPa-1 * * * * * * *
Es0.1-0.2 MPa * * * * * * *
弹性模量、压缩模量、变形模量 地勘报告中，一般给出的是土的压缩模量Es，弹性模量可取为压缩模量 的3-5倍，本模型弹性模量按压缩模量的5倍选取。
有限元（软件+理论）的学习并非一朝一夕
碰到问题，第一反应不是求助，而应该是自己“啃”
（1）参考文献、书籍 （2）仿真论坛 （3）帮助文档
问题得以解决后，还应该做一件事情—分享心得 问问题时注意技巧，你得交代清楚，参考格式：你在 做什么课题时，采用什么方法，碰到了相应什么困难， 如若方便还可以上传模型共享得以解决。
接触设置：
（1）承台底与桩顶设为完全连续接触； （2）桩身与土体切向采用罚函数摩擦系数μ来表示；
根据相关文献，一般混凝土桩，对粘性土的摩擦系数为 0.25-0.4 ， 对砂土的摩擦系数为0.5-1.0。本次计算取0.3，并设定法向硬接触。
（3）承台与土体之间采用“硬接触”（高桩承台、低桩承台？）
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2.6.1 模型验证
有限元法
桩顶轴力 规范m（104kN/m4） 40 70 132 200
有限元法
桩顶弯矩 规范m（104kN/m4） 40 70 132 200
11.010 10.778 10.849 10.938 11.001 22.640 22.742 22.742 22.742 22.742 34.180 34.705 34.635 34.546 34.483
外侧 中间 内侧
2.715 2.126 2.386 2.711 2.943 （平均值）
1 7 13
2 8 14
3 9 15
4 10 16
5 11 17
6 12 18
14/24
模型验证工况：刚性承台+承台底部与 土体分离（高桩承台）
结果分析：轴力分布为外侧一排桩最小，中间次 之、内侧最大，根据计算可知，三者的轴力连线 为一斜直线，即外、内两侧的轴力相加除2等于 中间桩轴力值，符合承台无限刚情况。 CAE学术群
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2.6.3 桩基承载能力—P&S曲线
桩基P-S曲线确定桩基极限承载力： （1）对于陡降型P-S曲线，极限承载力即为与破坏荷 载相等的陡降起始点荷载； （2）对于缓变型P-S曲线，极限承载力取值方法较多。
0 0 P(× 10 kN) 5 10 15 20
S(cm)
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2.1.2 模型本构
土体—Mohr-Coulomb本构
承台+桩—弹性本构
2012-08-26 6/24 CAE学术群
2.2 模型网格
数值分析结果与网 格形态和网格密度有 密切关系。
收敛分析
对比三种不同网格划分，根据 桩顶轴力、弯矩和沉降位移的比 较，在控制为2%的相差范围内， 最终取如图所示的网格。其中桩 周土体、桩身10m、承台与桩顶 接触三部分进行加密处理，共 154604个单元。
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2.1.1 岩土层设计参数建议值表
表1 地勘资ຫໍສະໝຸດ Baidu（不方便共享）
压缩 模量 冲钻孔 挡墙基 承载力基 灌注桩 底摩擦 本容许值 极限侧 系数 粘聚力 内摩擦角 阻力 快剪 Cq kPa * * * * * * * Φq 度 * * * * * * * [fa0] kPa * * * * * * * τi kPa * * * * * * * * * * * * * *
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2.4.1 地应力平衡
（1）软件*Geostatic分析步自动平衡 （2）*initial conditions,type=stress,geostatic set-name，x1，y1，x2，y2，k1，k2 （3）*initialconditions,type=stress,input=FileName.inp （4）用子程序SIGINI
2012-08-26 22/24 CAE学术群
3.2 心得交流
学会自我验证模型的正确性
（1）实现参考文献结果（一般只能规律相符、数值相差） （2）解析解与数值解 （3）现场试验与数值解
学会建立“小例子”解决不确定的问题
实事求是
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