达索系统SIMULIA Abaqus在水利工程中的应用

寂静回声

Abaqus对于模拟诸如大坝等建筑物的力学行为具有强大的优势，可以对这些结构的稳定性和应力状态进行分析计算，并且可以进行防渗计算。通过Abaqus，在计算中可以考虑水压力、温度场、渗流场、重力场作用以及温度场和力场、渗流场和力场的耦合等。

土坝施工、快速降水及抗震分析

当土体的坡度小于一定值时，土坝的结构取决于土体保持稳定的能力。但是在一定的载荷情况下，土体的稳定性要做折衷处理，在设计过程中要考虑到这些载荷情况。


以上图的大坝为例，即假设为平面应变情况。大坝从地平面起算的高度为55m，底部宽度为245.2m。向上变窄，顶部宽度为12m。大坝的中间粘土芯体底部宽度为28m，向上变窄，顶部宽度为6m。 大坝的基础置于地水准平面以下10m，基础位于10.667m厚的风化岩石层上，覆盖在坚硬的岩石基础上。基于分析的目的，我们可以假设坚硬的岩石延伸到地水准平面以下 90m，并且在模型上施加这个深度的相应的边界条件。基础风化岩石和坚硬岩石的整体宽度设定为550m，并且在这个位置上施加模型垂直边缘的相应的边界条件。
分析过程：在第一阶段，去掉大坝各单元，将岩石层在地压或重力作用下的变形进行建模。在每个阶段加入新的填筑层。为了简化分析，假设每层在重力作用下的变形较小，下一层可以按未变形的形状加入到分析中。在填筑每一层时可以进行瞬时固结分析。

蓄水模拟——所有三层构筑完成后，水坝分三个阶段蓄水：第一阶段，蓄水深度为地水准平面以上21m；第二阶段，蓄水深度为地水准平面以上40m；第三阶段，蓄水深度为地水准平面以上50m；每一阶段需要30天；蓄水结束后的稳态过程：

抗震模拟——相对于典型的孔隙水的渗透来说，地震发生在非常短暂的时间内。所以，在地震期间小孔压力的再分布可以忽略掉。因为地震的载荷是动态的，所以应该考虑全部的惯性力，包括土坝内孔隙中流体和水库中水的影响。在本分析中，要考虑大坝内孔隙中水的惯性力，但水库中水的惯性力在分析中不予考虑。对于大坝内孔隙中的流体，只有低于侵润线以下的流体包括在惯性力内。包括这些惯性力，这里计算位于土体内节点上的用户定义单元的点网格，还包括动态分析中的单元的影响