地应力平衡方法
★地应力平衡图解
★地应力平衡图解*initial conditions,type=stress,input=0.csvmdb.models['Model-1'].setValues(noPartsInputFile=ON)（将网格划分精密一些，地应力平衡精度更高一些，2010-7-12注）注意：导入的inp、csv或其他文件里不得有空行，否则会出现element 0。
允许有空格。
--------------------------------------------------------------------方法一：桩土地应力平衡不容易通过，可先直接指定应力：*initial conditions,type=stress,geostaticSet-pile-soil,0,0,-510000,30,0.6,0.6将桩土摩擦系数设为0，容易平衡，输出含有应力s11、s22等的应力文件；导入应力文件，将摩擦系数提高为一个较小的数值（低于正常的摩擦系数），再计算，输出应力文件；再提高摩擦系数，导入应力文件，计算，重复上述操作，直到摩擦系数达到正常值。
上述如果不行，可以干脆将桩与的接触改为tie，2010-8-18的模型按照上面的步骤操作不行，后来tie 就可以了，且收敛的速度很快。
}另存为0.csv第七步：在ABAQUS----Model---Edit keywords---Model-1(这就是你的Model名字)---在材料属性后面加上：*initial conditions,type=stress,input=0.csv完成第八步：重新提交JOB，OK第九步：如果你还没有成功的话，那我只能说----------------我无语了。
：）ABAQUS的这项功能确实很不错。
：）这个功能让基坑开挖、隧道开挖等的初始应力，开挖后的残余应力很好的显示；也可以很好的模拟铁路设计中的工后沉降的概念，在地应力平衡后，加上荷载所得沉降即为工后沉降；也很好的模拟了桩土复合地基的问题，如果没有初始应力的模拟，使土对桩产生了挤压应力，从而通过设定摩擦系数就可以模拟了桩与土之间的摩擦力；除此之外，在进行挡土墙计算时也需要ABAQUS 的这项功能，反正很多都用得着。
地应力平衡总结
地应力平衡1、地应力平衡好坏评判标准1)地应力平衡后，位移云图中最大位移达到10-6量级或更低（接近于0）。
（主要判别条件）2)地应力平衡后，应力云图中应力有一定的数值。
（也就是应力不为0，但变形接近于0）2、进行地应力平衡的原因总的来说，如果不进行地应力平衡，而只施加重力，模型会在重力作用下产生变形，而实际工程中，我们施加荷载时，重力产生的而变形已经产生，实际上得到的是附加应力产生的变形。
1)我们所建立的几何模型一般和工程实际情况或尺寸相对应、相一致，比如边坡几何模型和实际边坡尺寸一致，但我们可以夸张一点想像，实际边坡应是由一个更大一点或更高一点的不受重力的初始边坡在n年前突然受重力和类似目前的边界条件作用下逐渐形成了今天的尺寸大小，n年前受重力和类似目前的边界条件作用之前边坡的尺寸大小，我们不得而知，如果能准确知晓，我们就可以建立一个那时的几何模型，再施加重力和边界条件进行计算，变形后形状和现状边坡形状一致，其内力也就是初始应力场或地应力，就不用专门去施加地应力了，但问题是我们不能知晓边坡受力前的形状尺寸，我们现在的几何模型就是边坡现在的实际尺寸，受力后将会变成一个更小的或与现状不一致的边坡，这不符合我们模拟现状边坡的目的。
如果我们知道现状边坡的内力，将其提取出来作为几何模型的内力，再和外力（重力）平衡，则我们建立的模型才能算和实际模型一致。
真实地知道现状边坡的内力是很难的，我们采取的办法是，用我们所建立的几何模型施加和实际模型一致的重力和边界条件进行计算，得到变形后或变得更小或与现状边坡不完全一致的边坡内力近似的作为现状边坡的内力，并重新将其施加于与现状边坡一致的几何模型，再施加重力（当然边界条件也应基本一致）以平衡，这样才算建立了与现状模型基本一致的模型，其下的计算才成为可能。
这就是所谓“地应力平衡”的含义、目的、作用。
2)地应力平衡中的外力和内力的问题。
地应力平衡中，显然，重力是外力，应力场是内力，仅有外力重力，没有内力是不可能的，同样，仅有内力（专指初始应力场）而不受重力也是不可能的，否则，整个体系的力不会平衡。
abaqus初始地应力法
ABAQUS有限元软件有五种初始地应力平衡方法，包括自动平衡法、关键字定义初始地应力法（或在界面操作）、ODB导入法、初始应力提取法以及用户子程序SIGNI法。
其中，自动平衡法适用于土体采用线弹性、屈曲分析且比较规则的情况。
如果采用本构模型，用此方法可能难以收敛。
具体操作步骤包括建模、赋属性、装配，然后在Step模块添加地应力分析步，并将增量改为自动。
在Load模块中，重力必须放在地应力分析步。
如果是海底土，则需要在土的上方施加静水压力；若为上方有大重物的隧道，则需施加物体作用在隧道上的压力。
关键字定义初始地应力法是在建立好网格模型之后，分别测量出硬土和软土区域最高点和最低点坐标，并通过自重应力公式分别计算出坐标对应的土体自重应力值。
随后，输入土壤水平方向上的静止侧压力系数来完成语言的编写。
地应力平衡odb导入法详解
地应力平衡odb导入法详解在工程建设中，地应力平衡是一个非常重要的概念，它是指地下岩体内各点受到的应力相等，即地下岩体处于一种平衡状态。
地应力平衡对于岩土工程的稳定性、地下水的流动、地下开采等方面都有着重要的影响。
因此，准确地预测地应力平衡状态对于岩土工程的设计和实施具有非常重要的意义。
在岩土工程领域，常常需要对地下岩体进行数值模拟分析，以预测其稳定性和变形情况。
为了准确地预测地应力平衡状态，需要对岩体的物理性质、地质条件、地下水等因素进行全面的考虑，并采用适当的数值模拟方法。
其中，odb导入法是一种非常有效的数值模拟方法，可以很好地模拟地下岩体的应力平衡状态。
odb导入法是一种基于有限元分析的方法，它可以将实测的地下应力数据导入到有限元模型中，以模拟地下岩体的应力平衡状态。
具体来说，该方法的步骤如下：1. 对地下岩体进行野外实测，获取地下应力数据。
2. 建立岩体的有限元模型，包括岩体的几何形状、物理性质、边界条件等。
3. 将实测的地下应力数据导入到有限元模型中，作为岩体的边界条件。
4. 进行有限元分析，计算地下岩体的应力分布情况。
5. 根据计算结果，进行岩体的稳定性分析和变形预测等工作。
与传统的有限元分析方法相比，odb导入法具有以下优点：1. 可以很好地模拟地下应力平衡状态，提高分析结果的准确性。
2. 可以充分利用实测数据，避免了传统有限元分析中需要进行大量假设的情况。
3. 可以减少计算量，提高计算效率。
4. 可以更好地考虑地下水对岩体应力的影响。
在实际应用中，odb导入法已经被广泛应用于岩土工程领域。
例如，在地下隧道工程中，需要对隧道周围的地下岩体进行稳定性分析。
采用odb导入法，可以很好地模拟地下岩体的应力平衡状态，预测隧道周围岩体的变形情况，从而为隧道的设计和施工提供重要的依据。
总之，odb导入法是一种非常有效的数值模拟方法，可以很好地模拟地下岩体的应力平衡状态。
在岩土工程领域的应用前景非常广阔，可以为工程设计和实施提供重要的技术支持。
地应力平衡方法介绍
6.19 Enhancements to the geostatic procedureProducts: Abaqus/Standard Abaqus/CAEBenefits: The geostatic procedure for obtaining the initial equilibrium state has been enhanced so that you no longer have to specify initial stresses that are close to the equilibrium state to obtain a solution corresponding to the original configuration.Description: The geostatic procedure is normally used as the first step of a geotechnical analysis; in such cases gravity loads (and possibly other types of loads) are applied during this step. Ideally, the loads and initial stresses should exactly equilibrate and produce zero deformations. However, in previous releases of Abaqus the geostatic procedure did not enforce this condition. In complex problems it may be difficult to specify initial stresses and loads that equilibrate exactly. Consequently, the displacements corresponding to the equilibrium solution might be large unless a special procedure is used to enforce small displacements.The enhanced geostatic procedure allows you to obtain equilibrium in cases when the initial stress state is unknown or is known only approximately. Abaqus automatically computes the equilibrium corresponding to the initial loads and the initial configuration, allowing only small displacements within user-specified tolerances. The procedure is available with continuum and cohesive elements with pore pressure degrees of freedom and the corresponding stress/displacement elements. The elastic, porous elastic, Cam-clay plasticity, and Mohr-Culomb plasticity material models are supported. Although the list of supported materials includes materials that exhibit inelastic behavior, the procedure is intended to be used in analyses in which the material response is primarily elastic; that is, inelastic deformations are small.The new enhancements are available from the Incrementation tabbed page when you create or edit a geostatic step in Abaqus/CAE. You must select automatic incrementation to access the new controls. The default settings for increment size and maximum displacement change are shown in Figure 6–6.Figure 6–6 The Incrementation options for a geostatic step.Abaqus/CAE Usage:Step module:Create Step: General: Geostatic; IncrementationReferences:Abaqus Analysis User's Manual∙“Geostatic stress state,” Section 6.8.2Abaqus/CAE User's Manual∙“Configuring a geostatic stress field procedure” in “Configuring general analysis procedures,” Section 14.11.1Abaqus Keywords Reference Manual∙*GEOSTATICAbaqus Verification Manual∙“*GEOSTATIC, UTOL,” Section 5.1.9ABAQUS 地应力平衡2011-03-30 14:42:12关于地应力的平衡方法,综合了版上的一些意见,结合了自己的想法,对于初始地应力的施加,得到了e-6的效果,方法比较简单,与大家分享!1.先施加重力荷载的作用,可以在cae中实现;2.在inp文件中的output request中写上*el prints,这样就会将施加重力荷载后的应力输出到*.dat文件中了;3.在*.dat文件中,将单元应力的序号及单元的应力拷出,例如ELEMENT T FOOT- S11 S22 S33 S12 NOTE1 1 -1.2598E+05 -1434. -3.1852E+04 892.72 1 -1.2249E+05 -6287. -3.2194E+04 1223.3 1 -1.1795E+05 -497.7 -2.9611E+04 1664.4 1 -1.1210E+05 -7240. -2.9834E+04 1992.5 1 -1.0485E+05 579.0 -2.6068E+04 2600.6 1 -9.5803E+04 -8272. -2.6019E+04 3031.7 1 -8.4709E+04 1915.-2.0698E+04 4083.8 1 -7.0634E+04 -9746. -2.0095E+04 4339.9 1 -5.1088E+04 5401.-1.1422E+04 8519.10 1 -2.4353E+04 -1.1150E+04 -8876. 1.2126E+0411 1 -1.2847E+05 268.1 -3.2050E+04 738.112 1 -1.2786E+05 -9868. -3.4433E+04 629.113 1 -1.2938E+05 -4224. -3.3402E+04 502.514 1 -1.3039E+05 -3458. -3.3461E+04 165.9 单独存为一个*.dat文件,4.用excel打开该文件,将其中的1所在的列去掉,在每个单元号前面加上其instance. ,即单元编号变为: instance名称.序号 ;注意不同的instance和part要都按照其所在的单元从小到大编号,而不是按照他们在整体单元编号来编号!5.接下来就在excel把该文件另存为*.csv格式的文件(即带有逗号分隔符的格式),6.最后在inp文件的step之前写上*initial conditions,type=stress,input=文件名.csv即可!这种方法不需要用python,比较简单,希望能对大家有用!先说为什么要施加地应力：1、我们所建立的几何模型一般和工程实际情况或尺寸相对应、相一致，比如边坡几何模型和实际边坡尺寸一致，但我们可以夸张一点想像，实际边坡应是由一个更大一点或更高一点的不受重力的初始边坡在n年前突然受重力和类似目前的边界条件作用下逐渐形成了今天的尺寸大小，n年前受重力和类似目前的边界条件作用之前边坡的尺寸大小，我们不得而知，如果能准确知晓，我们就可以建立一个那时的几何模型，再施加重力和边界条件进行计算，变形后形状和现状边坡形状一致，其内力也就是初始应力场或地应力，就不用专门去施加地应力了，但问题是我们不能知晓边坡受力前的形状尺寸，我们现在的几何模型就是边坡现在的实际尺寸，受力后将会变成一个更小的或与现状不一致的边坡，这不符合我们模拟现状边坡的目的。
ABAQUS的平衡初始地应力的方法研究
２）岩土材料的特性与应力状态密切相关； ３）对于涉及开挖、填充的动态岩土工程问题，初始应力 场是正确模拟其施工过程的先决条件［５］。在岩土工程分析 当中，初始地应力场平衡一般都放在第一步，即对土体施加 重力。理想的 情 况 是 该 作 用 力 与 土 体 的 初 始 应 力 正 好 平 衡，使得土体的初始位移为 ０，使其对后续的分析不产生影
模型尺寸：１０ｍ×１０ｍ×１０ｍ，图 １为计算模型：３Ｄ实 体单元类 型。采 用 理 想 弹 塑 性 本 构 模 型，服 从 Ｍｏｈｒｃｏｕ ｌｏｍｂ屈服准则。
Ｘ方向约束 Ｕ１（Ｕ１ ＝０），Ｙ方 向 约 束 Ｕ２（Ｕ２ ＝０），Ｚ 方向约束 Ｕ３（Ｕ３ ＝０），重 力 加 速 度 作 用 在 Ｚ方 向 上，大 小为 １０。
导 入 法 进 行 结 果 对 比 研 究 。 首 先 ，通 过 一 个 简 易 模 型 对 两 种 平 衡 方 法 进 行 了 简 单 的 描 述 ，并 将 两 个 结 果 与 未 进 行 平 衡 的 结
果比较，说明了地应力平衡的重要性。然后根据一个工程实例通过上述两种方法进行计算，结果 发 现：在 土 体 模 型 简 单 的
第２０４２６卷０年第１２１１期 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＮＶｏｏｖｌ．．４ ６２Ｎ０ｏ２．０２１
·１·
·专家荐稿·
文章编号：１００９６８２５（２０２０）２１０００１０３
ＡＢＡＱＵＳ的 平 衡 初 始 地 应 力 的 方 法 研 究
地应力平衡odb导入法详解
地应力平衡odb导入法详解地应力是指地球内部各部分之间的力的平衡状态，是地球内部结构和构造的基础，对于地质灾害预测、岩石力学研究、地下工程设计等领域具有重要的意义。
而ODB（Object Database）则是一种面向对象的数据库，与传统的关系型数据库相比，具有更高的可扩展性和灵活性。
在地应力研究中，将ODB导入到数值模拟软件中进行分析，可以更加准确地模拟地下结构的力学行为，从而得到更加精细的地应力分布图。
一、ODB的特点及应用ODB是一种面向对象的数据库，与关系型数据库相比，其最大的特点是具有更高的可扩展性和灵活性。
传统的关系型数据库采用的是表格的形式来存储数据，而ODB则采用的是对象的形式，每个对象都可以包含多个属性和方法，从而使得数据的存储和处理更加灵活和方便。
此外，ODB还具有以下特点：1、支持多种数据类型ODB支持多种数据类型，包括数字、字符、日期等，同时还支持图像、音频、视频等非结构化数据的存储和管理。
2、支持复杂查询ODB支持复杂的查询操作，可以对多个对象进行联合查询、嵌套查询等操作，从而得到更加精确的查询结果。
3、支持事务处理ODB支持事务处理，可以保证数据的完整性和一致性。
4、支持多用户并发访问ODB支持多用户并发访问，可以满足多用户同时访问和修改数据的需求。
在地应力研究中，ODB主要应用于地下结构的建模和力学分析。
将地下结构的各个部分建模成为对象，通过ODB将其存储起来，然后再将其导入到数值模拟软件中进行分析，可以更加准确地模拟地下结构的力学行为，从而得到更加精细的地应力分布图。
二、地应力平衡分析的基本原理地应力平衡分析是指分析地下结构受到各种力的作用后所达到的力学平衡状态。
在地下结构中，存在着各种力的作用，包括地表荷载、地下水压力、岩层重力应力等。
这些力的作用会使地下结构发生变形和破坏，因此需要进行地应力平衡分析，以确定地下结构的稳定性和安全性。
地应力平衡分析的基本原理是力的平衡。
初始地应力平衡方法
初始地应力平衡方法当模型并不是水平地面或地基成层分布时，用Initial conditions, type = stress, geostatic方法难以奏效，这里介绍一种可适用于复杂地形下的初始地应力平衡法。
1 CAE中建立仅有重力作用的模型，在提交Job前，输入Python命令产生没有Part信息的Input文件mdb.models['模型名字'].setValues(noPartsInputFile=ON)2 提交Job，求解完成后，进入CAE后处理部分1) Report——Report Field Output——下拉菜单中选择Centriod——勾选上S11、S22、S33、S12、S13和S23；2) Setup页面选择拟生成报告文件的名字***.CSV，其下方Write栏里仅选择Field Output。
3 用软件UltraEdit打开***.CSV文件进行编辑1) 删除CSV文件中不必要的内容，仅保留以下内容；单元号S11 S22 S33 S12 S13 S231 -29.3229E+03 -54.4569E+03 -29.3229E+03 23.1405E-12 339.116E-15 -53.1765E-122 -29.3229E+03 -54.4569E+03 -29.3229E+03 -14.2653E-12 -2.41752E-12 -39.8307E-12……n -29.3229E+03 -54.4569E+03 -29.3229E+03 -42.7399E-12 -4.38639E-12 -3.0521E-122) 利用UltraEdit的“列模式”，在各列中进行“插入/填充列”操作，添加逗号，并删除文件第一行和末尾的空行，保存文件。
1 , -29.3229E+03 , -54.4569E+03 , -29.3229E+03 , 23.1405E-12 , 339.116E-15 , -53.1765E-122 , -29.3229E+03 , -54.4569E+03 , -29.3229E+03 , -14.2653E-12 , -2.41752E-12 , -39.8307E-12……n , -29.3229E+03 , -54.4569E+03 , -29.3229E+03 , -42.7399E-12 , -4.38639E-12 , -3.0521E-12Tips:1) CSV文件中所保存的内容只有数字；2) 这里选用UltraEdit而不是Excel处理CSV文件是因为：Excel有行数限制，当n>65536时，将不能载入全部文件内容。
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方法1
1）建立模型，材料，分析步（GEOSTATIC）。
2）施加荷载，LOAD，选择施加重力GRAVITY，在你想施加重力的方向输入数值9.8。
3）在JOB中提交分析。
4）按以下步骤,Report---Report Field Output---选中S11,S22,S33,S12,S13,S23---Name:cc.inp。
Write中只选择Field Output。
5）修改cc.inp，用excel，打开（分隔符，Tap键、空格键、逗号）
6）删除都是1的那列。
在1,2,3,4等的前面加上（part instance）的name和小数点。
7）另存为，文件类型设置为CSV。
8）用文字编辑软件删除小数点后面的逗号。
9）最后变为
soil-1.1,S11,S22,S33,S12,S13,S23
10)另存为cc.dat
11)在Edit keywords中材料属性后面加上
*initial conditions,type=stress,input=cc.dat
12）重新提交JOB，OK
方法2
1）地表水平、土体材料在水平方向相同，可应用这种简单方法。
2）在Edit keywords中材料属性后面加上。
*initial conditions,type=stress,geostatic
set-1,0.0,5,-392e3,-5,0.9
3）单元集名称、应力竖向分力第一个值、对应垂直坐标、应力竖向分力第二个值、对应垂直坐标、侧压力系数。
4）水平地应力通过竖向应力乘以侧压力系数得到。
补充
6.10及6.11可以实现自动地应力平衡
自动地应力平衡是新版本最为关注的新功能之一，因为它省去了计算自重应力以及生成相应初应力文件和导入的麻烦。
在地应力步中选择自动增量步就能使用自动地应力平衡功能，还能指定允许的位移变化容限。
不过自动地应力平衡功能仅支持有限的几种材料，D-P并不包含在内，而且对单元也有一定的要求。
虽然可以使用不支持的材料和单元，但可能自动地应力平衡不容易收敛或位移差值超过容限。
虽然可以用塑性模型，但帮助文件中说应该用在主要为弹性的情况下。
我认为材料限制应该不算太大问题，D-P仍可以使用，即使不收敛只要做一些调整比如减小容限等应该一样可以得到收敛的平衡状态。