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本帖最后由 bananaliuchao 于 2011-1-22 19:01 编辑
先在此预祝大家新年快乐。注册simwe很久了，一直在潜水，很少发灌水帖，更不用说什么心得体会了。论坛里牛人太多，天外有天是真实的写照。本来是临时抱佛脚学习abaqus，用来算一个盾构隧道扩挖的项目，边做边从论坛里学习，最后竟然独立把这个项目做下来了，结果一发不可收拾，老板觉得做的不错，让我继续学习abaqus。后来转了博，竟然要用abaqus做博士论文了。
扯远了。最近在做一个大直径盾构穿越项目，在此之前一直用的是D-P，话说abaqus中考虑了软土硬化的D-P准则还是很好用的。但由于这一次是近距离穿越，考虑到周边的结构对土体变形的敏感性比较强，很难再用D-P准则，便鼓起勇气尝试了一下修正剑桥模型。开始的时候也搜索了论坛里面，很少有关于该模型的详细说明，很多的求助帖都是无疾而终，要不也就是回复一个“看帮助文件”了事。但对于具体工程项目来说，提供的资料也都是地勘报告，物探报告，有的还图省事，地勘报告连高压固结实验都不做。而且对于一个项目来说，如果不是自己的科研课题，合同里也没有说明，是不可能再做室内试验的。这时候帮助文件也帮助不了我们。放着这么好的一个软土本构不能用，岂不可惜。关于剑桥模型详细的理论说明我就不重复了，帮助文件、李广信《高等土力学》、钱家欢《土工原理与计算》、郑颖人《岩土塑性力学》等都有详细说明，如果你觉得还不够过瘾，可以看《Critical state soil mechanics via finite elements》by A.M.Britto & M.J.Gunn，我觉得这些就足够了。
1. 参数取值
剑桥模型涉及的几个参数，比较难取的无非就是κ、λ、a0。具体到上海软土（其它地区软土我也不是很清楚，大家可以参考相关地区的硕博学位论文，一般都会有的），可以参考上海华东院的参考取值（来自于网络，见附件）。在没有实验条件的情况下，根据地勘报告，可分别将Cc、Cs除以ln10来求λ、κ，具体原因就不用说了吧 。Cc、Cs经验值也可按《上海岩土工程勘察规范》P120-123（下载地址：http://www.ciac.sh.cn/ztzl_jsbz_dfbz.aspx）来取。对于M，可以根据有效内摩擦角按公式求出。对于a0，在abaqus里可以通过给定e1来设定，如果已给定e1，a0一栏默认即可。关于e1的取值，我是通过地勘报告里的各地层高压固结曲线来求的，具体做法是根据最后一个（e，lnp）坐标值以及正常固结曲线斜率λ反算出截距便是e1。
剑桥模型需要与多孔介质弹性模型联合使用，在多孔介质弹性模型中，tensile limit 取0即可。
如果需考虑渗流、固结，则需要设置渗透系数k。这个参数一般地勘报告中也有，如果没有，可以根据《工程地质手册》表3-1-23来取，工程地质手册网上都可免费下载，就不上传了。
另外，对于上海软土，如果要使用剑桥模型，参数的选择可以参考上海交大博士学位论文《上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究》 by 徐中华，太大了（179M），大家自己去学术期刊网慢慢下吧，该学位论文还是很经典的，可以收藏。
关于各参数的含义可以见下帖：
http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=757948&highlight=%BD%A3%C7%C5%C4%A3%D0%CD
http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=694509&highlight=%BD%A3%C7%C5%C4%A3%D0%CD
不过还是建议直接阅读帮助文件或教材，这样会对参数的来龙去脉清楚一些。
2. 初始条件
包括初始地应力、孔隙比、孔压。
初始地应力：
*initial conditions, type=stress, geostatic
ele-soil-1, -89689.6, 124.8, 0, 130, 0.47, 0.47
各数据含义就不用废话了。注意前面要用单元集（element set）注：我这里没有考虑固结，没有采用有效应力
abaqus里默认的地应力方向是Z轴负方向，如果是在CAE中建模且开始将地应力方向设为了Y轴负方向，可以在Assembly中将整个模型旋转90°，如果弹出“...converted to absolute positions....”，yes就是了。
复杂情况下的地应力平衡可以采用下面的方法：
http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=968509&highlight=%BD%A3%C7%C5%C4%A3%D0%CD
注意，剑桥模型中不支持在无应力条件下施加重力进行地应力平衡的方法。
孔隙比：
*initial conditions, type=ratio
soil-1, 1.112
这个是假设孔隙比与高程无关。其它的线性变化等情况大家可以参考帮助文件" art VII：Prescribed conditions" in file Analysis_5.pdf（不会连帮助文件在哪都不知道吧，呵呵）
初始孔压：
*initial conditions, type=pore pressure
nallc, 100, 0, 0, 10
暂时就想起这么多，我也只是个新手，说了一些经验，错的地方还请高手指出来，我也好好学习一下。大家板砖轻怕:loveliness:
另附 《1 Dimensional Consolidation》 by Arul M Britto （February 13, 2010），论坛里已经有了，我上传一下，省得大家麻烦去找了。 |
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