[發明專利]基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限元計算方法

在審

• 申請號: 201610139953.5
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105696619A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 章宏生;沈振中;徐力群;周志杰;江婷;褚凱敏;田振宇;李強;劉沖;葉興成;劉益志
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D29/02
• 分類號: E02D29/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限元計算方法，其特征在于： 包括以下步驟，

步驟1，構建新型裝配扶壁式擋土墻的結構模型；

步驟2，采用雙剪法確定預制板與二期澆筑混凝土接觸面摩擦系數；

步驟3，在ANSYS中建立新型裝配扶壁式擋土墻的仿真模型；

步驟4，通過APDL語言編程施加約束與荷載；

步驟5，進行新型裝配扶壁式擋土墻靜力及瞬態分析，求解結果，并進行后 處理。

2.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：雙剪法試件由3塊相同尺寸的混凝土試塊從上往下 依次堆疊組成，中間一塊為二期澆筑混凝土試塊，上下兩塊為預制塊，在測試 時，2塊預制塊的位置及豎向壓力N不變，頂推二期澆筑混凝土試塊至接觸面 滑動，由頂推力峰值F及豎向壓力N可得二期澆筑混凝土試塊與接觸面靜摩擦 系數μ。

3.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：步驟2采用整體式建模方式，即將鋼筋連續均勻分 布于整個建模單元中，并把建模單元視為連續均勻材料，鋼筋對整個結構的貢 獻，通過剛度矩陣EI等效原則提高材料的彈性模量來實現。

4.根據權利要求3所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：所述建模單元為ANSYS中的SOLID65單元。

5.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：新型裝配扶壁式擋土墻模型考慮受拉開裂，受壓結 構關系采用不帶下降段的多折線隨動強化模型來定義，混凝土破壞準則通過命 令TB，CONCR和命令TBDATA輸入。

6.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：接觸面采用柔體-柔體接觸，接觸方式采用面-面接觸， 借助于ANSYS內嵌的三維接觸面單元TARGE170和CONTA173形成接觸對來 模擬。

7.根據權利要求6所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：三維接觸面單元在計算時，令CONTA173的KEYOPT (9)＝0，KEYOPT(12)＝2，KEYOPT(10)＝1，其余的關鍵字和實常數都采用 ANSYS程序本身默認的設置。

8.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：新型裝配扶壁式擋土墻底板邊界為固定約束，仿真 模型兩側邊界為縱向約束。

9.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的新型裝配扶壁式擋土墻有限 元計算方法，其特征在于：施加荷載的過程如下，

A1)選中所要施加壓力的表面，覆蓋一層表面效應單元SURF63單元；

A2)生成的shell63單元；

A3)計算shell63單元所受的合力，并將合力平均后，施加到shell63單元 的各個節點；

計算shell63單元所受的合力的過程為，

a31)計算shell63單元的面積及shell63單元中心的X、Y、Z坐標值；

a32)將坐標值代入壓力隨坐標變化的函數式，得到shell63單元中心點處的 壓力值，并乘以面積得到shell63單元所受的合力；

A6)對每一個表面進行操作，完成后，清除每一個表面上的shell63單元；

A7)進行瞬態分析時，通過APDL語言編程讀取修正后的地震波。