申请/专利权人：江苏海洋大学

申请日：2023-09-05

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN117172060B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/13;G06F30/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2023.12.22#实质审查的生效;2023.12.05#公开

摘要：本发明公开了基于连续排水边界的软土地基非线性固结沉降分析方法，属于软土地基加固领域，包括：基于有限元软件Abaqus建立包括影响区、涂抹区、砂井区的软土地基三维有限元模型，编写DISP子程序在模型顶面和底面引入连续排水边界，通过GETVRM子程序提取解的数据，利用USDFLD子程序计算依赖于解的材料属性以实现土体非线性固结，采用Python语言将参数化建模、子程序编写、提交分析、数据提取、图表绘制、导出结果集成为一个自动化程序，利用Abaqus的RSG模块嵌入所述程序并创建GUI插件，本发明简单高效，输入参数即可实现全过程计算分析，节省了人力资源和计算成本，程序嵌入了更符合实际的土体边界面渗流条件，对实际工程的施工沉降计算提供了参考依据。

主权项：1.基于连续排水边界的软土地基非线性固结沉降分析方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过有限元软件Abaqus建立基于砂井堆载预压法的软土地基三维有限元模型，包括排水井、扰动区和影响区；S2：在所述S1的基础上，对模型顶面和底面通过编写DISP子程序引入连续排水边界条件；DISP子程序引入的连续排水边界条件，具体包括：利用Fortran语言将连续排水边界条件编译为DISP子程序文件，应用于计算全过程，连续排水边界下的超静孔隙水压力表达式为： 式中：u为边界孔压，pk为表第k级荷载，b、c为界面参数，t为当前时间，tk为第k级载荷加载段初始时间，z为土层深度，h为模型高度，当载荷为第一级时有p0，取土的自重应力；在多级加载中载荷随时间改变，写为： 式中：pk为第k级荷载；t2k-2至t2k-1为第k级载荷加载阶段起始时刻，t2k-1至t2k为第k级载荷恒载阶段起始时刻；因此有多级加载下连续排水边界孔压表达式： 通过连续排水边界描述排水边界的透水性能，界面参数b为大于0的任意数值，由连续排水边界条件的表达式可知，b越大，表示排水能力越强，当b→∞时，u＝0，即退化为传统的完全透水边界，因此，界面参数表征边界透水能力,其取值通过取样实验反演确定；S3：采用非线性弹性土本构模型，通过编写GETVRM子程序和USDFLD子程序实时更新材料参数实现非线性固结；通过编写GETVRM子程序以读取Abaqus的.fil过程文件，在该过程文件中提取最新增量步各积分点的有效应力和孔隙比并传输至USDFLD子程序，USDFLD子程序通过各积分点的有效应力和孔隙比结合输入的非线性参数计算其压缩模量和渗透系数并更新到下一个增量步的计算中；非线性土体本构模型计算采用土体非线性压缩和渗透关系的表达式计算当前孔隙比e： 式中：e0为初始孔隙比，σ0′为初始有效应力，σc′为先期固结应力，取土体自重应力计算，Ce为回弹指数，CC为压缩指数，Ce和CC可通过e～logp曲线或Es1-2计算，均为常用参数；根据当前孔隙比计算渗透系数： 式中：k0为初始渗透系数，Ck为渗透指数；根据计算所得孔隙比计算压缩模量： S4：采用Python语言建立软土地基三维有限元计算模型的.py程序文件，利用ABAQUS的RSG模块建立GUI界面，将程序作为内核程序嵌入GUI界面，形成参数化快速建模插件；S5：在所述S4的基础上改进程序，根据输入的模型尺寸、载荷、时间和材料属性的参数进行自动编写子程序文件，并生成.inp输入文件和.odb输出文件，同子程序文件一并提交Abaqus计算；S6：在所述S5的基础上于程序中加入计算结果处理代码，所述代码包括显示结果云图和提取节点数据绘制曲线，并将数据导出为Excel文件。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江苏海洋大学 基于连续排水边界的软土地基非线性固结沉降分析方法

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