土壩施工變形模擬中ANSYS計算沉降失真問題的處理

劉忠民

（遼寧潤中供水公司，遼寧沈陽110006）

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土壩施工變形模擬中ANSYS計算沉降失真問題的處理

劉忠民

（遼寧潤中供水公司，遼寧沈陽110006）

［摘 要］本文提出了土石壩施工分層填筑過程模擬中所出現(xiàn)的壩體沉降計算失真的問題，通過分析ANSYS軟件計算機理發(fā)現(xiàn)了產生計算失真的原因，并提出了有效解決計算施工期豎向變形失真問題的兩種方法。

［關鍵詞］土石壩；變形計算；有限元；ANSYS；失真

專用軟件對專業(yè)問題有實用方便的優(yōu)點，但靈活性不夠，往往用戶難以具備所有需求的專用軟件，應用通用的商用有限元軟件及二次開發(fā)解決實際工程問題是一個可行的解決途徑。目前，在土石壩的沉降計算模擬中，分層填筑模擬法已得到壩工界的普遍認同，但用ANSYS模擬土石壩施工分層填筑過程中，遇到了豎向變形的計算結果不符合工程的施工實際問題，為此，需要分析ANSYS軟件的計算原理，研究解決方法，以便計算模擬成果更好為工程實際服務。

1　出現(xiàn)的問題

土石壩施工變形計算必須模擬壩體的施工過程，ANSYS軟件提供了單元的生死控制來對應解決。建模時整體建立，包括基礎和將施工的分層壩體，施加全部荷載和邊界條件，求解前殺死除基礎外的所有單元，計算采用牛頓-拉普森增量控制過程，各步分別激活相應施工層單元，從基礎開始逐層求解。

如圖1所示的抽象均質土壩的主要參數(shù)為：基礎20 m深覆蓋層，彈性模量6.0×107Pa，泊松比0.3，容重2 000 kg/m3，壩體高100 m，上下游邊坡1.0∶2.5，壩體填筑材料彈性模量2.0×107Pa，泊松比0.36，容重1 800 kg/m3。……