有限元模拟条形基础持力层及Abaqus地基初始应力场配置

有限元模拟条形基础持力层

模型概况

基础形式：条形基础

基底摩擦条件：完全粗糙

荷载情况：基础承受竖向荷载

模拟的目标

1、地基初始应力状态

2、条形基础持力层在极限状态的位移场

3、地基极限承载力

模型的注意事项

1、 基础简化为刚性基础

2、 该问题简化为平面应变问题，采用 CPE4 四节点平面应变单元

3、 基底“完全粗糙”在模型中的体现：约束基底范围的水平位移

4、 弹性阶段采用线弹性本构模型，塑性阶段采用莫尔-库伦本构模型

5、 基础埋深范围内的土层的重力以等效荷载替代

6、 获取基础持力层“荷载沉降曲线”的方法：指定基底范围的沉降，沉降值要足够大，确保持力层进入极限破坏状态。通过给定的沉降求解基底范围节点的竖向约束力。

有限元模型

在加载分析步中，指定基底范围的沉降为 y 方向 -0.3m（见下图），以此确保地基达到破坏状态。

基础持力层极限状态下的位移场

通过 YZ 平面镜像，得到左部分的位移场。

基底压力与沉降关系曲线

从关系曲线拐点处可以得到基础持力层的极限承载力：320.7 kPa。

地基初始应力场设置

本例的地基初始应力场是由自重、基础埋深范围内土体等效荷载产生的。

在 Initial 初始步中定义 Geostatic stress ,分别设置地基模型顶面、底面的竖向坐标和对应的应力（如下图），ABAQUS 会根据两端的应力进行线性插值构建应力场。

此外，要保证初始应力场的平衡，需要在 geostatic 分析步正确施加地基的重度（Body force）、外荷载（基础埋深范围土体的等效荷载）。

得到的初始应力场如下：

对应的，在 Geostatic 分析步地基的位移场如下图，可以判断在 Geostatic 分析步未发生位移。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删