039二维biot固结(例子教程)

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1、二维Biot固结问题一、问题描述图1、计算模型示意如图1所示，计算有限厚土层受均布局部荷载所引起的固结。土层厚h12m，顶部透42水，底面不透水，受宽度B6m的均布局部荷载q1.9610Nm/，土的弹性模量623E3.9210Nm/，泊松比0.3，渗透系数k2.1610md/（米/天），二、问题分析由于土层在横向上是可以透水的，但在为了简化问题的模型，我们可以选取较大的横向尺寸，在本例中，选取长为36m，宽为12m的一块面积。三、前处理1、选择项目图2、选择项目类型如图2所示，启动SciFEA，

2、选择“项目”下的“新建项目”菜单，弹出如下对话框，填写项目名称，点击“问题类型”中的二维Biot固结选项，点击“OK”完成项目类型的选择。2、设置材料参数和边界条件（1）选择“前处理”中的“材料参数”图3（a）、材料参数图3（b）、材料参数如图3所示，填写材料参数如图中所示数值，填写完成后，点击“保存”后退出。（2）选择“前处理”中的“边界条件”图4、边界条件如图4所示，表示的是力和流量的边界条件，总共有两组，通过点击“增加”来新增加另一组数据。输入具体的参数值见图4中。3、建模、施加边界条件和设置材料属性（1）启动

3、GiD图5、启动GiD如图5所示，点击“前处理”－〉“流固耦合”－〉“二维Biot固结”。（2）建模第一步，画线。图6、创建直线如图6所示，点击“Geometry”-〉“create”-〉“line”紧接着，在命令行中输入坐标：（0，0）、（15，0）、（21，0），（36，0），（36，12），（21，12）、（15，12）、（0，12），（0，0）。图7、命令窗口图8、连接点对话框在连接点处的对话框中，点击“JION”连接这两个点为一点，以下相同。这样创建出来的线框模型如下图9所示图9、线框模型（1）图10、线框

4、模型（2）再次输入结点（15，0）、（15，12）；（21，0）、（21，12），从而整个图形的线框模型就创立完成，最终如上图10所示第二步，生成3个面图11、创建面如图11所示，点击“Geometry”—〉“create”—〉“NURBSsurface”—〉“ByContour”，启动面的创建。图12、选择线来创建面如图12所示，选择四条边（图12中红线所示）来创建平面。（3）施加力和流量边界条件图13、选择“sci”图14图15如图13所示，点击“Date”—〉“Problemtype”—〉“sci”，然后如图1

5、4所示，在弹出的对话框中点击“OK”，最后点击“Date”—〉“Condition”启动边界条件填写。第一步，施加流量边界条件图16图17在对话框中选择“line-all2”（如图16），然后在“mateNum”栏中填写“1”，再点击“Finish”选择图形中所示红线。第二步，施加力的边界条件图18、力的边界条件在“mateNum”栏中填写“2”，再点击“Finish”选择图形中所示红线。第三步，设置位移和水压边界条件图19图20图21如图19所示，选择“line-biot2da”，具体的数值也如图19所示，（-1表

6、示固定值，1表示值可变），再选择模型中红色线条；同样地，重复按图21所示，完成位移和水压边界条件的设置。（4）设置材料属性图22、设置材料属性如图21所示，选择“Surface-aeq4”，在“mateNum”中填写“1”，点击“finish”，最后选择整个面，这样就完成了材料属性的赋值。4、划分网格（1）设置边的节点图23、设置边节点图24、设置划分的数目图25、选择上下边图26、选择左右边（2）设置单元类型图27、选择单元类型如图27所示，点击“Meshing”—〉“Elementtype”—〉“Quadrila

7、teral”，在弹出的对话框中点击“OK”；（3）划分网格图28图29、网格示意如图28所示，点击“Meshing”—〉“Generate”，在在弹出的对话框中点击“OK”，网格划分成功，网格如图29所示。5、生成SciFEA文件图30图31如图30所示，点击“Calculate”—〉“Calculate”，将弹出如图31所示的对话框，在点击“OK”按钮，保存，并退出GiD。四、计算回到SciFEA软件，点击图标，启动计算程序，如图32所示。图32、计算程序显示五、后处理（1）点击按钮启动GiD的后处理；（2）点击查

8、看计算给果的云图；（3）查看等值线图；图33、查看等值线图点击“Viewresults”—〉“ContourLines”，其中，“unodp0”表示孔压，“unodq0”表示流量，“unodu0”表示位移，“unods0”表示应力。图34、y方向的位移变形图（4）变形矢量图图35、查看矢量图点击“Viewresults”—〉“DisplayVe