基于abaqus的土壤热硬化分析

基于abaqus的土壤热硬化分析

一、问题描述

此问题为太沙基固结问题考虑温度的热固结问题，具体问题描述内容此处不做讨论。本问题做以下假设：

土是均质、各向同性且饱和的

土粒和孔隙水是不可压缩的,土的压缩完全由孔隙体积的减小引起

土体压缩和固结仅在竖直方向发生

孔隙水的渗透流动符合达西定律

在整个固结过程中,土的渗透系数、压缩系数等均设为常数

土体表面作用着连续均布载荷,并且是一次施加的

图1模型示意图

二、模型材料

*Material, name=Soil（固体材料）

*Elastic

6000., 0.4

*Permeability, specific=1

4.0e-06

*Conductivity

0.2

*Density

1.0

*specific heat

40.0

*Density, Pore fluid

1.0

*Expansion

0.3e-06

**pore fluid properties（流体材料，自行修改inp文件或keyword）

*specific heat, pore fluid

40.0

*conductivity, pore fluid

0.2

*expansion, pore fluid

0.3e-06

三、建模过程

1、建立部件（3D可变形体）

图2模型尺寸

2、网格划分（C3D8PT）

选用六面体结构网格对模型进行网格划分，网格尺寸可自行进行定义，划分结果如图所示：

图3 网格划分结果

选用温度-孔隙压力耦合单元（C3D8PT）

图4网格划分结果

3、分析步设置（soil）

图5 分析步设置

4、边界条件及载荷

对模型施加以下边界条件及载荷：

上表面：载荷（pressure）：1，温度边界：50；孔隙压力边界：0

侧表面：约束位移

下表面：完全固定

图6边界条件

四、计算结果

模型初始条件如下：（可再CAE界面设置也可在INP文件中进行修改）

*Initial Conditions, type=RATIO

nall, 0.2987

*Initial Conditions, type=pore pressure

nall, 0.0

*Initial conditions, type=temperature

nall, 0.0

四、计算结果

图7沿纵向归一化温度及压力