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ADINA在水利岩土工程中的应用 2008年9月 2008 ADINA中国区用户大会暨应用技术研讨会 ADINA在水利岩土工程中的应用 ADINA在水利岩土方面的几点关键技术 ADINA在水利岩土方面常用的本构模型 ADINA在水利岩土方面的工程应用 ADINA在水利岩土方面的独有特点 主要内容 初始应力场－多种处理方式 初应力直接输入法（Geological Stress Field） 应力多次导入法 相对位移 针对不同的问题，需采用不同的方法： ? 如反演出的应力场需要通过导入的方法以初始条件的形式施加在模型上； ? 如非基于勘测或反演的地应力分布，则可采用直接输入地应力场系数的方式或者采用ADINA后处理中的相对位移、相对应力等概念获得分析中的附加应力和变形。 界面模拟－多种处理方式 界面模拟 结构分析 Contact界面 General界面（层）单元 软硬夹层 法向无穿透 切向的特性可以任意指定 任意指定单元各个方向的刚度 非线性间隙单元 专用的单元算法 流固耦合界面 桩土相互作用 在桩土耦合计算中，如果想真实的考虑桩与土的相互作用，需要采用接触功能来处理两者的相互作用关系。ADINA提供了多种接触处理技术：约束函数法、Lagrangian乘子法、刚性目标面算法。接触分析定义简单而且计算速度快。 在桩土界面之间往往存在摩擦系数，而且摩擦系数随压力的变化而变化，在ADINA中可以设定摩擦系数随压力而变化来解决这一问题。 地下结构抗震分析 对于地下结构的地震反应分析，ADINA已经提供了针对类似问题的关键技术如： 模拟无限地基的能量辐射作用的无反射边界：对如平面波、球形波、柱面波进行过滤；另也可以采用ADINA的阻尼、质量复合非线性弹簧结构模拟类似边界； 非线性时程动力分析方法：如直接接受地面加速度（Ground Acceleration）荷载输入或多点时程位移荷载输入；提供国际上抗震应用最多的Wilson-Theta时间积分方法进行时程分析； 处理不良地质地带中的软弱、断层破碎等常见地质特征：可针对其特点，分析其破坏的机理，研究其最佳的结构形式，提出不良地质地带隧道及地下结构的减震、抗震措施以及指导减震方法的试验研究等。 抗震分析的目的是寻找入口段混凝土结构在地震中的抗震薄弱点。采用非线性弹簧模拟地基、山体与混凝土结构的相互作用，多点的非线性时程位移荷载施加在地基弹簧的底部。 确定典型的弹簧刚度（以15米间距为准），竖向弹簧刚度＝3.8e5KN/m；横向弹簧刚度＝9.5e4 KN/m；纵向弹簧刚度＝7.1e4 KN/m。 在结构模块的单元死亡，用户可以任意控制单元生死的过渡时间长短（?T），即在这段时间内，对象单元的刚度在真实刚度与零之间线性变化（即刚度因子在1～0之间变化），而且在单元存在残余刚度的某个时刻，支护单元开始启动刚度，即激活为Active，这更加符合工程实际； ADINA的结构场、温度场、流场均可以实现单元生死功能，而结构场与温度场的同步单元生死功能在一些土建工程如大体积混凝土施工模拟中被大量应用； ADINA定义的具有单元生死的重复单元中可以定义锚杆、土钉等单元，此功能主要用来模拟带有锚固、预应力锚固的支护结构。 施工过程模拟－考虑时间效应的单元生死功能 单元生死功能 水土耦合分析－渗流场/结构场耦合固结沉降计算 采用ADINA中多孔介质算法表征岩土材料，求解的未知数是节点位移和孔隙压力。多孔介质中水的流动满足Darcy定律。模型中每层的渗透率需要给定，表面指定为排水边界条件（孔隙压力为零），底部指定为非排水条件（不扩散边界）。　　 ADINA的岩土材料模型可以考虑土体骨架的弹塑性变形，通过分析可以反映孔隙压力的扩散和消散作用。 固结沉降计算 流固耦合分析－纯流场/结构场耦合计算 波浪冲击坝体等效应力云图 本模型模拟的是波浪对坝体的冲击问题，其中结构和流体分开建立模型；流体与结构网格相互独立。 多孔介质的流固耦合分析 本模型模拟的问题是水道中间有块板，为多孔介质属性，水可以从板渗透过去；由于板两侧有压差存在，将导致板发生变形；本例采用流固耦合算法，有结构和流体两个模型。 流体流过多孔介质挡板 主要内容 ADINA在水利岩土方面的几点关键技术 ADINA在水利岩土方面常用的本构模型 ADINA在水利岩土方面的工程应用 ADINA在水利岩土方面的独有特点 ADINA的材料模式除了通用的线弹性、弹塑性、粘弹、粘塑、蠕变等材料模式外，还提供了多种专用于岩土方面的材料模式： Concret