ADINA软件实例：建立初始地应力模型

1.前处理

1）定义几何和网格密度。

启动ADINA-AUI，程序模块选择为ADINA Structures。

单击菜单File→Open（或图标）来读取命令流文件01_model.in，此时，图形区将给出如图10-47所示的几何模型示意图。命令流文件中包含下列命令：①建立几何模型并设定网格密度；②定义边界约束条件及自重载荷。具体的操作步骤可参看命令流文件。

图10-47 挡土墙几何模型示意图

2）定义材料。

定义基岩弹性材料属性：单击图标将弹出材料定义对话框，单击Elastic Isotropic按钮，在Define Isotropic Linear Elastic Material对话框中单击Add...按钮来定义材料1，在Young’s Modulus处输入1.4E9，在Poisson’s ratio处输入0.3，在Density处输入2300，单击Save按钮。

定义混凝土弹性材料属性：在Define Isotropic Linear Elastic Material对话框中单击Add...按钮来定义材料2，在Young’s Modulus处输入3.0E10，在Poisson’s ratio处输入0.25，在Density处输入2400，单击OK按钮和Close按钮退出Manage Material Definitions对话框。

定义基岩上填土摩尔-库伦材料属性：单击图标将弹出材料定义对话框，单击Mohr-Coulomb按钮，在Define Mohr-Coulomb Material对话框中单击Add...按钮来定义材料3，在Young’s Modulus处输入2.0E8，在Poisson’s ratio处输入0.35，在Density处输入2000，在Friction Angle处输入28，在Cohesion处输入1.0E5，退选Use Specified Dilation Angle选项，单击Save按钮。

定义挡土墙后填土摩尔-库伦材料属性：在Define Mohr-Coulomb Material对话框中单击Add...按钮来定义材料4，在Young’s Modulus处输入1.0E8，在Poisson’s ratio处输入0.40，在Density处输入1900，在Friction Angle处输入35，在Cohesion处输入2.0E5，退选UseSpecified Dilation Angle选项，单击OK按钮退出对话框。

3）定义单元组。

首先定义基岩的单元组：单击菜单Meshing→Element Group（或图标）将弹出定义单元组对话框。单击Add...按钮来定义单元组1，将Type选择为3D Solid，将Default Material选择1，单击OK按钮退出对话框。

4）定义Face Link。

在ADINA软件中，相同空间位置的两个相邻面需要通过Face Link强制连接的方式来保证相邻面的网格节点连续。

定义FaceLink关系的操作如下：单击菜单Geometry→Faces→Face Link将弹出Define Face Link对话框，将Type设置为Create for All Faces/Surfaces，表明FaceLink对模型所有的Face和Surface面进行连接检查，如果同一几何位置的两个面的面积之差小于图10-48所示的容差值，ADIAN软件则认为在相同位置存在两个以上的面，并将自动设置Face Link使相邻两面的网格密度保持一致。

5）划分网格。

首先对开挖桩基所在处的基岩进行映射网格划分：单击菜单Meshing→Create Mesh→Body（或图标），在弹出的对话框中将Type选择为3-D Solid，将Element Group选择为1，将Meshing-Type选择为映射网格划分（Rule-Based），将Nodes per Element选择为8，在表格的前两行依次输入2、3（如图10-49所示），单击Apply按钮。映射网格划分完毕后的模型示意图如图10-50所示。

图10-48 定义Face Link对话框

图10-49 为开挖桩基所在的基岩划分映射网格

对剩余基岩进行自动六面体网格划分：将Type选择为3-D Solid，将Element Group选择为1，将Meshing-Type选择为Free-Form的自由网格划分，将Nodes per Element选择为8，勾选Brick Elements on Boundary选项使边界处的网格均为8节点六面体单元，将Pyramid Elements选择为No（表明划分网格时不生成金字塔类型的过渡单元；对于复杂模型，如果自动六面体网格划分不成功则可适当放宽该条件），在右侧表格的第1行输入1（如图10-51所示），单击OK按钮退出对话框。为剩余基岩进行自动六面体网格划分后的模型如图10-52所示。

图10-50 为基岩划分映射网格后的模型图(www.xing528.com)

图10-51 进行剩余基岩的自动六面体网格划分

查看网格的连续性：依次单击图标和，单击图标来关闭几何模型显示功能；单击图标和对模型进行阴影并透视显示，然后单击图标不显示网格线，图形区将给出如图10-53所示的模型示意图。

从图10-53中可以看出：模型可以直接透视过去，表明模型中不存在不连续的面，网格模型的所有节点都是连续的。

6）关闭多余自由度。

单击菜单Control→Degrees of Freedom，在弹出的对话框中退选X-Rotation、Y-Rotation、Z-Rotation选项（如图10-54所示），单击OK按钮退出对话框。

7）打开线性搜索功能、增大迭代次数，并将收敛准则修改为位移准则。

图10-52 为剩余基岩划分自动六面体网格的模型图

图10-53 网格连续性检查

图10-54 关闭多余自由度对话框

单击菜单Control→Solution Process...，在弹出的对话框中选择Iteration Method...，将Use of Line Searches设置为YES，将Maximun Number of Iterations设置为50，单击OK退出对话框。

单击Iteration Tolerance...，将Con-vergence Criteria设置为Displacement，单击OK按钮退出对话框。

2.提交计算

单击菜单File→Save（或图标），将文件保存为02_dam-initial.in。单击菜单Solution→Data File/Run（或图标），在弹出的对话框中输入文件名02_dam-initial，同时勾选Run Solution和Automatic Memory Allocation选项，单击保存按钮等待分析结束。

3.后处理

程序模块选择为Post→Processing。单击菜单File→Open（或图标），打开结果文件02_dam-initial.por。

单击菜单List→Value List→Zone...，并按照图10-55进行设置，将初始计算得到的地应力保存为文件initial-stress.txt，单击OK按钮退出对话框。

图10-55 导出初始地应力场的文本文件

提示：initial- stress．txt作为初始地应力文件导人施工模型之前还需要使用Excel进行编辑整理，详细的操作步骤请参见本书5.6节的内容。