abaqus三维盾构隧道开挖模拟简单例子

w87233

              最近使用abaqus建立了一个三维模型模拟盾构隧道开挖过程，由于刚刚接触隧道开挖不多久，壁后注浆及盾前土压力没有考虑在内，这一点要在以后加以改进。今天发上来特与论坛好友共同交流学习，还希望高手能给我指出模拟中的不足之处。
             模型尺寸：土体part尺寸50*50*20，采用摩尔库伦本构关系模拟。将土体分割成两个部分，隧道开挖处土体是一部分，其余是一部分，采用衰减模量法（衰减40%）模拟隧道应力释放。隧道采用实体单元模拟，直径6米，管片厚度0.3m，埋深11.0m。
            （谢谢有热心坛友指点，我的模型在这里存在一些问题，如下：在模拟隧道开挖施工时，只有采用二维模型时才考虑用衰减模量法模拟应力释放过程，三维模型自身能够考虑沿隧道轴线方向的空间效应，因此不需要再进行模量衰减。此外，采用二维模型的模量衰减系数现在还没有较系统的取值方法，因此最好是通过试算与实测数据进行对比，获取当地的模量衰减系数。）
             分析步设置：首先进行地应力平衡。为了建模方便，岩隧道方向每次开挖进尺5m。先进行开挖处土体模量衰减reduce，然后激活衬砌单元CQ，最后在进行土体开挖KW。依次循环直至结束。
             荷载设置：在地应力分析仅对土体施加重力，以后每次衬砌单元激活给衬砌单元施加自重。边界条件底面设置完全约束，侧面限制法相位移。
             最后上几张odb图形

                    图1  水平方向应力

                       图二 y方向应力



                  图3   位移图

                          图4水平位移

                            图5  竖向位移


                        图6   竖向应力
               最后上传上inp文件，cae文件太大了。
             此外，还有一些问题没有弄明白：
            （1）模拟完成以后土体没有发生塑性变形，在我尝试岁mc中的c，fai以及E进行不同设置时，模型基本上不能收敛，
            （2）我在模拟应力衰减时，仅仅对弹性模量E进行了衰减，不知道是否也要对c和fai等值也需要进行相应设置。还希望论坛里的高手不吝指点。

小强007

应力释放只有在二维模型开挖过程中考虑，用来反应开挖的空间效应，从掌子面开挖到随后的初期支护，有一个沿隧道纵向应力释放的过程，三维模型开挖本身就实现了这一过程

w87233

有一些问题没有弄明白：
            （1）模拟完成以后土体没有发生塑性变形，在我尝试岁mc中的c，fai以及E进行不同设置时，模型基本上不能收敛，
            （2）我在模拟应力衰减时，仅仅对弹性模量E进行了衰减，不知道是否也要对c和fai等值也需要进行相应设置。还希望论坛里的高手不吝指点。

w87233

还有一个问题，我分别对比了打开大变形与否的最后结果，发现变形后的竖向位移相差很微小，不到1mm，请问在模拟隧道的时候是不是不一定必须要打开非线性变形开关呢？

w87233

论坛里面没有高手吗？还是我问的问题太简单了？？:L:L

huhuijiang

已经很厉害了，学习

cp5577560

楼主，你这个是partition出来的两部分吗？激活衬砌是采用温度变量还是先杀死后激活？如果是先杀死后激活，那地应力平衡的时候是不是就杀死了

zbinzbin

正在学习当中

nashiwei

顶一个:):):):):):):):):):)

w87233

cp5577560 发表于 2017-6-6 17:49
楼主，你这个是partition出来的两部分吗？激活衬砌是采用温度变量还是先杀死后激活？如果是先杀死后激活， ...

1土体与衬砌分别建立的part，两者之间设置接触。
2衬砌在地应力平衡时要杀死，然后再激活。
3土体参数弱化采用的是常变量法

w87233

huhuijiang 发表于 2017-5-22 09:36
已经很厉害了，学习

谢谢你的夸奖，不敢当啊！论坛里真高手很多，我的水平还差太多。

卓越邓

朋友，你是用inp文件定义分析步吗？衰减的话涉及到分析部中会更改岩体材料参数，你是不是用场变量来控制材料参数的更换哇？我就在用编辑inp更换材料参数遇到了瓶颈，不太会。

w87233

卓越邓 发表于 2017-7-18 10:13
朋友，你是用inp文件定义分析步吗？衰减的话涉及到分析部中会更改岩体材料参数，你是不是用场变量来控制材 ...

我的分析步是在cae中定义的，采用的场变量方法控制材料属性的，我对修改inp文件不是很懂啊，用的cae多

vikingzong

赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞

卓越邓

w87233 发表于 2017-7-18 11:54
我的分析步是在cae中定义的，采用的场变量方法控制材料属性的，我对修改inp文件不是很懂啊，用的cae多 ...

嘻嘻，正在分析你的inp文件场变量的设置

w87233

卓越邓 发表于 2017-7-18 16:11
嘻嘻，正在分析你的inp文件场变量的设置

常变量设置需要通过修改inp文件才能实现，还不能在cae中操作。我这里是将模量衰减40%，40%是按照《abaqus在岩土工程中应用》中一例取得，我到现在还搞不太清楚这个数值是怎么取得？有什么理论依据没有，暂时还咩有找到。

xc842058272

学习一下！！！！！！！！！

卓越邓

w87233 发表于 2017-7-18 17:59
常变量设置需要通过修改inp文件才能实现，还不能在cae中操作。我这里是将模量衰减40%，40%是按照《abaqus ...

我在inp文件编辑关键字field，导入CAE中并查看定义关键字文件，结果关键字没有field，我试了很久还是没有，朋友你遇到过这个问题吗？

w87233

卓越邓 发表于 2017-7-19 10:50
我在inp文件编辑关键字field，导入CAE中并查看定义关键字文件，结果关键字没有field，我试了很久还是没有 ...

没有遇到过啊  我想可能在inp文件中相关设置没有设置正确  比如所在的位置   格式等等    abaqus对这个要求还是比较苛刻的   差一点都是不行的

卓越邓

w87233 发表于 2017-7-19 15:19
没有遇到过啊  我想可能在inp文件中相关设置没有设置正确  比如所在的位置   格式等等    abaqus对这个要 ...

好，我再去试一试

alexwang

请问能不能传个CAE文件给我呀，我刚开始在学隧道开挖的问题。另，这个例子对inp改动很多吗？另，现在哪本书有比较好的岩土工程的例子啊，我之前用费康的abaqus在岩土工程中的应用，他都是6.7版本的，我是6.14的，只要涉及inp文件修改，怎么弄都弄不出来。请大神指条明路