土石坝有限元分析

控制整体网格数量。有限元网格模型如下图。

图7 有限元网格模型

坝体浇筑分为13步完成，每次浇筑层厚度为1m，根据竖向坐标选取浇筑层单元，创建单元组件，如图8和图9所示。

图8 创建单元组件

图9 单元示意图

相关命令流程序如下：

! 单元分组

!================================================== vsel,s,loc,y,0,13.2 ! 选择坝体几何体 alls,below,volu ! 选择坝体单元和节点 cm,ebar,elem ! 创建单元组件ebar cm,nbar,node ! 创建节点组件nbar

ystep=13.2/13 ! 浇筑层厚度 ytorl=0.2 ! 选择重叠区域范围 *do,i,1,13 ! 循环建立每步浇筑层组件 cmsel,s,nbar cmsel,s,ebar nsel,r,loc,y,ystep*(i-1)-ytorl,ystep*i+ytorl esln,r,1 cm,e%i%,elem ! 组件名格式为exx *enddo

2.2 初始应力场计算

初始应力场计算时，采用生死单元法抑制所有填筑层土体，仅保留地基土体处于激活状态。由于地基部分包含了两种土层：基岩和地表覆盖层。所以分为两步计算土体初始应力场。

图10 地基最小主应力分布云图

相关命令流如下：

! 求解器

!==================================================

fini /solu

! 第1步：激活基岩部分

!================================================== antype,0 nropt,full

rescontrol,define,all,last outres,all,last acel,,9.806

cmsel,s,ebar ekill,all

cmsel,s,volu3 alls,below,volu ekill,all

cmsel,s,volu4 alls,below,volu myinis myinis alls time,1 save solve rstnew parsav,all,parms

! 第2次计算 fini /solu alls

matnew,emntr,1,1

cmsel,s,volu4 alls,below,volu emcalc

time,1 alls

save,case1_1,db,,model

! 仅通过最后子步重启动分析 ! 保存在最后子步保存所有结果 ! 施加重力加速度载荷 ! 杀死所有坝体填筑层单元 ! 杀死地表覆盖层土体单元 ! 计算基岩初始应力场 ! 计算 ! 提取应力结果 ! 保存参数信息 ! 根据eb模型计算土体弹性参数 ! 根据中点增量法计算土体实际参数! 计算 solve

parsav,all,parms

! 第2步：激活地表土层

!================================================== fini /solu

antype,,restart,1,,continue parres,,parms alls cmsel,s,ebar ekill,all

cmsel,s,volu3 alls,below,volu ealive,all myinis

time,2 alls

save,case1_2,db,,model solve rstnew

parsav,all,parms

! 第2次计算 fini /solu

antype,,restart,1,,continue parres,,parms alls matnew,emntr,1,1

cmsel,s,ebar ekill,all

cmsel,s,volu3 alls,below,volu ealive,all

重启动分析 杀死坝体填筑层 计算地表覆盖层土体初始应力 求解 重启动分析 按照EB模型计算土体弹性参数 ! ! ! ! ! !