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基于ANSYS程序的嵌岩桩数值模拟1 . 嵌岩桩结构分析模型的建立现以某设计中采用的嵌岩桩方案为例，桩身总长10米，嵌岩深度为1米，嵌岩层为中等风化千枚岩，桩材料采用C30混凝土。
软件采用ANSYS程序10.0版本。
硬件采用AMD3000+CPU，512M内存等。
2. 结构类型选择根据勘查报告和结构体系的特点，结构分析模型选取三维实体模型solid65。
利用ANSYS 程序中单元类型，建立桩和岩石体两个类别的三维实体模型。
在本文里钢筋混凝土采用有限元整体式模型。
所谓整体式模型是假设钢筋分布于整个单元中，并把单元视为连续均匀材料，采用混凝土-钢筋复合的本构关系，把混凝土、钢筋二者的贡献组合起来，一次求得综合的单元刚度矩阵。
程序中有专门用于钢筋混凝土结构的Solid65单元及Concrete材料，它们可以考虑反映混凝土压溃和开裂。
Solid65单元为八节点六面体单元，通过定义三个方向的配筋率考虑三个方向的钢筋情况。
混凝土材料还可通过选取非线性模型考虑塑性变形和徐变。
Concrete材料模型的基本参数有开裂截面和裂缝闭合截面的剪切传递参数，单轴和多轴的抗拉、抗压强度等。
这种模型比较容易得到收敛的解。
3. 材料类型选择ANSYS软件中提供了许多材料模型材料属性有：线性材料和非线性材料；同性、正交各向异性和非弹性材料；温度相关和温度无关材料等。
但大多数为基于经典材料力学理论的均质材料模型，与混凝土的本构关系有很大区别，这些材料模型包括经典双线性随动强化模型(Bilinear Kinematic, BKIN)、多线随动强化模型(Multilinear Kinematic, MKIN)、双线等向强化模型(Bilinear Isotropic, BISO)、多线等向强化模型(Multi Linear Isotropic, MISO)等，这些材料模型均符合V onMise屈服准则。
钢筋混凝土作为一种混合材料，其本构关系非常复杂。
ANSYS土工结构计算案例ANSYS－CHINA广州办事处2019年11月23日目录计算题目及计算要求说明 (1)题目一 (4)一、计算说明 (4)二、计算所用ANSYS邓肯－张的E－B模型说明 (5)三、计算有限元模型及计算结果 (6)题目二 (7)一、用三维有限元模型计算 (7)二、用三维有限元模型计算 (8)题目三 (10)一、计算说明 (10)二、计算有限元模型及边界条件 (10)三、强夯地基固结计算 (10)题目四 (17)一、计算说明 (17)二、计算几何模型和有限元模型 (17)三、计算结果 (18)1、计算边界条件 (18)2、计算结果 (19)3、结论 (20)计算题目及计算要求说明题目一：高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析题目二：大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析（大圆筒作为重力式码头结构，波浪为水平动荷载，门吊为竖向动荷载，地基为三层以上地基包括自抛碎石垫层、粘土层、粉细砂层和岩层，粉细砂层可能在波浪动荷载作用下液化造成圆筒倾覆）题目三：（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析（提供固结方程或固结方程处理方案，孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧）题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层，挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6⨯0.6⨯0.6m3，混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。
具体处理方案包括：1、提供计算输入界面2、计算模型或采用本构情况3、前处理方案及网格划分技巧4、特殊材料或模型嵌入技术5、计算技巧及解决方案6、后处理提供内容具体报价方案包括：进行简单报价，涉及以上题目的各模块的综合报价（包括前后处理及解决以上问题的结构与岩土问题的模块报价. 能用通用模块计算尽量用通用模块,必须用CivilFEM模块计算的请注明.提供解决方案时间：2005年5月18日之前。
题目一高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析一、计算说明高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析，可以用空间有限元模型或平面有限元模型数值求解。
选取新建铁路宜昌（宜）－万州（万）铁路线上的别岩槽隧道某断面.该断面设计单位采用的支护结构如图3-3所示。
为保证结构的安全性.采用了荷载—结构模型.利用ANSYS 对其进行计算分析。
主要参数如下：●隧道腰部和顶部衬砌厚度是65cm.隧道仰拱衬砌厚度为85cm。
●采用C30钢筋混凝土为衬砌材料。
●隧道围岩是Ⅳ级,洞跨是5.36米.深埋隧道。
●隧道仰拱下承受水压.水压0.2MPa。
图 3-3 隧道支护结构断面图隧道围岩级别是Ⅳ级.其物理力学指标及衬砌材料C30钢筋混凝土的物理力学指标见表3-3所示。
根据《铁路隧道设计规范》.可计算出深埋隧道围岩的垂直匀布力和水平匀布力。
对于竖向和水平的分布荷载.其等效节点力分别近似的取节点两相临单元水平或垂直投影长度的一般衬砌计算宽度这一面积范围内的分布荷载的总和。
自重荷载通过ANSYS程序直接添加密度施加。
隧道仰拱部受到的水压0.2MPa按照径向方向载置换为等效节点力,分解为水平竖直方向加载。
3.3.3 GUI操作方法3.3.3.1 创建物理环境1) 在【开始】菜单中依次选取【所有程序】/【ANSYS10.0】/【ANSYS Product Launcher】.得到“10.0ANSYS Product Launcher”对话框。
2）选中【File Management】.在“Working Directory”栏输入工作目录“D:\ansys\example301”.在“Job Name”栏输入文件名“Support”。
3）单击“RUN”按钮.进入ANSYS10.0的GUI操作界面。
4）过滤图形界面：Main Menu> Preferences.弹出“Preferences for GUI Filtering”对话框.选中“Structural”来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤。
5）定义工作标题：Utility Menu> File> Change Title.在弹出的对话框中输入“Tunnel Support Structural Analysis”.单击“OK”.如图3-4所示。
ANSYS土工结构计算案例ANSYS－CHINA广州办事处9:00 AM目录计算题目及计算要求说明 (1)题目一 (4)一、计算说明 (4)二、计算所用ANSYS邓肯－张的E－B模型说明 (5)三、计算有限元模型及计算结果 (6)题目二 (7)一、用三维有限元模型计算 (7)二、用三维有限元模型计算 (8)题目三 (10)一、计算说明 (10)二、计算有限元模型及边界条件 (10)三、强夯地基固结计算 (10)题目四 (17)一、计算说明 (17)二、计算几何模型和有限元模型 (17)三、计算结果 (18)1、计算边界条件 (18)2、计算结果 (19)3、结论 (20)计算题目及计算要求说明题目一：高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析题目二：大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析（大圆筒作为重力式码头结构，波浪为水平动荷载，门吊为竖向动荷载,地基为三层以上地基包括自抛碎石垫层、粘土层、粉细砂层和岩层，粉细砂层可能在波浪动荷载作用下液化造成圆筒倾覆）题目三:（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析(提供固结方程或固结方程处理方案,孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧）题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层,挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6⨯0。
6⨯0.6m3,混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。
具体处理方案包括：1、提供计算输入界面2、计算模型或采用本构情况3、前处理方案及网格划分技巧4、特殊材料或模型嵌入技术5、计算技巧及解决方案6、后处理提供内容具体报价方案包括:进行简单报价，涉及以上题目的各模块的综合报价（包括前后处理及解决以上问题的结构与岩土问题的模块报价。
能用通用模块计算尽量用通用模块,必须用CivilFEM模块计算的请注明.提供解决方案时间：2005年5月18日之前。
题目一高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析一、计算说明高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析，可以用空间有限元模型或平面有限元模型数值求解。
ANSYS土木工程经典实例命令流大全ANSYS是目前最为领先的工程仿真软件之一，广泛应用于土木工程领域。
本文将介绍一些ANSYS土木工程的经典实例以及相关的命令流，帮助工程师更好地应用该软件进行仿真分析。
1. 桥梁结构分析实例实例简介一座桥梁由多个零部件组成，包括桥墩、桥面、桥拱等。
如何分析这些零部件的受力情况，以便于对桥梁结构进行优化和改进呢？ANSYS提供了一系列的分析工具和命令流，可以帮助我们完成这项任务。
命令流详解首先需要创建一个桥梁模型，并进行网格划分。
然后利用ANSYS的各种分析工具进行仿真分析，得到桥梁各个零部件的受力情况。
在此基础上，可以进行结构优化，最终得到一个强度和稳定性都较好的桥梁结构。
以下是桥梁结构分析实例的一些关键命令流：•创建单元网格：ET, SOLID186•定义材料属性：MP, EX, NU, DENS•定义边界条件：*BOUNDARY，MP，SYM，FIX•加载边界条件：DLOAD，TYPE，P，_LOC•计算位移和应力分布：*POST1，DISPL，NF，S2. 地基基础分析实例实例简介地基基础是土木工程中的重要组成部分，承载着整个工程的重量。
如何对地基基础的承载力进行分析和计算呢？ANSYS也提供了相应的分析工具和命令流，帮助土木工程师完成这项任务。
命令流详解首先需要建立地基基础的三维模型，并进行网格划分。
然后利用ANSYS的各种分析工具进行仿真分析，计算地基基础承载力、变形等相关指标。
在此基础上，可以进行结构优化，最终得到一个承载能力和稳定性都较好的地基基础。
以下是地基基础分析实例的一些关键命令流：•创建单元网格：ET, SOLID186•定义材料属性：MP, EX, NU, DENS•定义边界条件：*BOUNDARY，MP，SYM，FIX•加载边界条件：DLOAD，TYPE，P，_LOC•计算应力分布和变形：*POST1，S，EPTO，ETA3. 挖土工程分析实例实例简介挖土工程是土木工程中的重要环节，需要对不同参数下的挖土工程进行分析和优化。
ANSYS土工结构计算案例ANSYS－CHINA广州办事处2019年6月24日目录计算题目及计算要求说明 (1)题目一 (4)一、计算说明 (4)二、计算所用ANSYS邓肯－张的E－B模型说明 (5)三、计算有限元模型及计算结果 (6)题目二 (7)一、用三维有限元模型计算 (7)二、用三维有限元模型计算 (8)题目三 (10)一、计算说明 (10)二、计算有限元模型及边界条件 (10)三、强夯地基固结计算 (10)题目四 (17)一、计算说明 (17)二、计算几何模型和有限元模型 (17)三、计算结果 (18)1、计算边界条件 (18)2、计算结果 (19)3、结论 (20)计算题目及计算要求说明题目一：高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析题目二：大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析（大圆筒作为重力式码头结构，波浪为水平动荷载，门吊为竖向动荷载，地基为三层以上地基包括自抛碎石垫层、粘土层、粉细砂层和岩层，粉细砂层可能在波浪动荷载作用下液化造成圆筒倾覆）题目三：（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析（提供固结方程或固结方程处理方案，孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧）题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层，挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6⨯0.6⨯0.6m3，混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。
具体处理方案包括：1、提供计算输入界面2、计算模型或采用本构情况3、前处理方案及网格划分技巧4、特殊材料或模型嵌入技术5、计算技巧及解决方案6、后处理提供内容具体报价方案包括：进行简单报价，涉及以上题目的各模块的综合报价（包括前后处理及解决以上问题的结构与岩土问题的模块报价. 能用通用模块计算尽量用通用模块,必须用CivilFEM模块计算的请注明.提供解决方案时间：2005年5月18日之前。
题目一高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析一、计算说明高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析，可以用空间有限元模型或平面有限元模型数值求解。
岩土工程计算示例一、承载力验算1、建筑物荷载估算P k =Fk+Gk=29（含地下室）层×（16.5～17）KN/m2层+25 KN/m3×1.5m（基础厚度）=KPa （框剪结构）P k =Fk+Gk=6（含地下室）层×（17～17.5）KN/m2层+25 KN/m3×1.5m（基础厚度）= KPa（砖混结构）2、地基承载力的确定（1）天然地基①确定天然地基承载力:目前方法确定fak②按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）5.2.4条式5.2.4进行修正(P21-22)，由fak 修正为fa依据《GB50007-2002》中第5.2.4条公式f a =fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)对持力层承载力进行修正。
式中：fa——修正后的地基承载力特征值；fak——地基承载力特征值；ηb 、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5.2.4；γ——基础底面以下土的重度；b——基础底面宽度（m）；γm——基础底面以上土的加权平均重度；d——基础埋置深度（m）；将上述数值代入公式，得出修正后持力层地基承载力特征值：fa= KPa③按土的抗剪强度确定承载力:（GB50007-2002）5.2.5条式5.2.5进行 (P23),不修正直接为fak c m d b a c M d M b M f ++=γγa f ---由土的剪强度指标确定的地基承载力特征值； c db M M M 、、---承载力系数，b ---基础底面宽度，大于6m 时按6m 取值，对于砂土小于3m 时按3m 取值； k c ---基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。
④岩石地基承载力特征值：（GB50007-2002）5.2.6条式5.2.6和附录J 进行 (P23-24),不修正直接为f avk r a f f .ϕ=rm rk f f .ϕ=（平均值）δϕ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=2678.4704.11n n式中 a f ---岩石地基承载力特征值（KPa ）；rk f ---岩石饱和单轴抗压强度标准值（KPa ），可按规范附录J 确定；v ϕ---折减系数。
第5卷第4期2007年12月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.5No.4Dec.,2007收稿日期:2007205223 修稿日期:2007206221作者简介:戴跃华(1980—),男(汉族),福建漳州人,助理工程师,工学硕士,主要从事水工结构三维仿真计算与研究。
ANS YS 在土石坝有限元计算中的应用戴跃华,薛继乐(广东省水利电力勘测设计研究院,广东广州510170)摘 要:利用ANSYS 提供的APDL 语言二次开发平台编制相应的程序建立土体的邓肯张模型(简称E-B 模型),以模拟土体的实际特性,并应用到深圳铜锣径水库风化土心墙石渣坝的实际工程计算中。
计算结果表明所编制的程序满足土石坝有限元计算的数值要求,较好的反映了土石坝的实际应力、变形规律。
关键词:ANSYS ;土石坝;E -B 模型;应力;位移中图分类号:TV641 文献标识码:A 文章编号:1672—1144(2007)04—0074—03Application of ANSYS in Finite Element Anslysis of E arth 2rockf ill DamDAI Yue 2hua ,XU E Ji 2le(Guangdong Investigation and Design Institute of W ater Conservancy and Elect ric Power ,Guangz hou ,Guangdong 510170,China )Abstract :In order to simulate the practical characteristic of a earth mass ,Dengken 2zhang Model (namely E -BModel )is formed on the basis of the second development of APDL language which is provided by ANSYS ,and is used in the engineering computation of the earth 2rockfill dam in Tongluojing Reservoir of Shenzhen City.The results indicate that the compiled program can fulfill the requrements of the numerical calculation and the laws of stress and displacement of the earth 2rockfill dam.K eyw ords :ANSYS;earth 2rockf ill dam;E -B Model ;stress;displacement0 前 言土石坝是应用很广的一种坝型,具有就地取材、结构简单、施工方便、造价低等优点,而且能适应各种地质条件。
1 工程概况本次研究的是某矿北大巷的开挖围岩稳定性和支护效果。
北大巷位于三煤的底板岩层中，其标高为－850m ，垂直地应力约为20MPa，巷道为直墙半圆拱型形状，净宽4.22m，净高3.38m。
由于地应力高，故采用锚喷反底拱、锚注复合支护方案加固巷道，具体的巷道尺寸与支护措施如图1。
图1 巷道锚喷反底拱、锚注复合支护方案2 北大巷围岩结构力学模型巷道支护模拟分析最主要问题有三个：一是本构模型和参数；二是边界条件；三是模拟开挖和支护过程。
2.1数值计算模型的特点（1）巷道问题符合平面应变问题，本次数值计算均作为平面应变问题来处理。
（2）为消除边界效应，各模型取足够大的尺寸，巷道处于模型的中心。
（3）根据实际经验和采矿理论，在模型的左右边界设为应力边界条件，模型下边界设为垂直位移约束，上边界自由加载，载荷大小为覆岩的自重。
（4）模型岩层的划分与实际地层基本一致，较薄岩层合并处理。
（5）合理选择计算参数和本构模型。
2.2本构模型及力学参数选取（1）本构模型的选取岩石材料本构关系的描述，国内外有很多种，每一种本构模型都有其优缺点，这里采用目前应用最广泛、最适宜于岩土材料的Dracker-Prager屈服准则。
该屈服准则对Mohr-Coulomb 准则给予近似，以此来修正Von ·Mises 屈服准则，即在Von ·Mises 表达式中包含一个附加项。
其流动准则可以使用相关流动准则，也可使用不相关流动准则，其屈服面不随材料的逐渐屈服而改变，同时考虑了由于屈服而引起的体积膨胀，因此适用于岩土、混凝土和土壤等颗粒状材料。
Drucker-Prager 在1952年提出式：k J I =+21α (1)其中，I 1为考虑平均应力m σ的应力第一不变量 J 2为应力偏张量第二不变量 α、k 为材料参数。
在数值计算中，DP 材料需要输入的参数有E 、μ、C 、ϕ、f φ，其确定方法如下： ϕϕσcos 6)sin 3(3-=y C （2）⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=-ββϕ3333sin 1（3）上式中的β和y σ可由单轴受压屈服应力和受拉屈服应力计算得来，)(3t c tc σσσσβ+-=（4）)(32t c t c y σσσσσ+=（5）因此，如果有单轴受拉屈服应力t σ和单轴受压屈服应力c σ就可以计算出程序需要的输入值。
ANSYS土工结构计算案例ANSYS－CHINA广州办事处2020年5月16日目录计算题目及计算要求说明 (1)题目一 (4)一、计算说明 (4)二、计算所用ANSYS邓肯－张的E－B模型说明 (5)三、计算有限元模型及计算结果 (6)题目二 (7)一、用三维有限元模型计算 (7)二、用三维有限元模型计算 (8)题目三 (10)一、计算说明 (10)二、计算有限元模型及边界条件 (10)三、强夯地基固结计算 (10)题目四 (17)一、计算说明 (17)二、计算几何模型和有限元模型 (17)三、计算结果 (18)1、计算边界条件 (18)2、计算结果 (19)3、结论 (20)计算题目及计算要求说明题目一：高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析题目二：大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析（大圆筒作为重力式码头结构，波浪为水平动荷载，门吊为竖向动荷载，地基为三层以上地基包括自抛碎石垫层、粘土层、粉细砂层和岩层，粉细砂层可能在波浪动荷载作用下液化造成圆筒倾覆）题目三：（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析（提供固结方程或固结方程处理方案，孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧）题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层，挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6⨯0.6⨯0.6m3，混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。
具体处理方案包括：1、提供计算输入界面2、计算模型或采用本构情况3、前处理方案及网格划分技巧4、特殊材料或模型嵌入技术5、计算技巧及解决方案6、后处理提供内容具体报价方案包括：进行简单报价，涉及以上题目的各模块的综合报价（包括前后处理及解决以上问题的结构与岩土问题的模块报价. 能用通用模块计算尽量用通用模块,必须用CivilFEM模块计算的请注明.提供解决方案时间：2005年5月18日之前。
题目一高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析一、计算说明高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析，可以用空间有限元模型或平面有限元模型数值求解。
空间有限元模型如图1-1所示。
考虑到岸坡主要是平面问题，为了节省单元，可以只取四榀排架建立空间模型，并以中间两个排架的受力情况作为整个码头段的桩的受力标准。
横梁可用梁单元或体单元，桩可用梁单元或壳单元或体单元，地基土可用体单元，桩土之间可加面－面接触单元Targe170和contal174以模拟桩土之间的相互作用。
梁和桩作为线弹性材料，土可作为D－P材料按弹塑性分析或可用E－B材料以作非线性弹性分析。
图1-1高桩码头桩基与岸坡相互作用空间有限元模型平面有限元模型如图1-2所示。
计算模型宽度在码头前沿以前和后方堆场可各取码头宽的2.5倍，计算模型深度可从码头面到桩端以下5～10米。
横梁和桩可用梁单元或平面单元，其模量和尺寸可按相似原理进行换算。
不管空间还是平面模型，在计算模型范围内的原状土，自重引起的应力场应按初始应力场考虑，ANSYS提供了初应力计算的功能，解决初应力问题非常方便。
二、计算所用ANSYS邓肯－张的E －B 模型说明本算例是一个高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析，是一个平面计算的例子。
本例的土体用邓肯－张的E －B 模型模拟。
E －B 模型为非线性弹性模型，土的应力应变关系为双曲线，如图1-3所示。
切线变形模量为t E 。
23313sin 2cos 2)sin 1)((1⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ϕσϕϕσσσc R p Kp E f n a a t （1－1）切线泊松比μ按下式确定： )21(3μ-=t E B （1－2）m a a b p p K B )(3σ= （1－3）式中，K 、n —试验常数；a p —大气压；B —体变模量；m —应力指数；1σ、3σ—大小主应力；b K —体积模量系数； f R －破坏比；c 、ϕ－凝聚力和内摩擦角。
图1-3 土的应力应变关系上述非线性弹性问题的有限元求解方法，可用增量法或迭代法。
本例选用迭代法求解。
ANSYS 提供参数化设计语言APDL ，可以方便用于按参数建模，也可以用来扩展有限元的分析能力，创建各种控制方案。
另外，ANSYS的命令流也可以有效控制和实现很多求解过程和求解方案。
本例结合ANSYS参数化设计语言及ANSYS邓肯－张的E－B模型来实现。
三、计算有限元模型及计算结果图1-4为计算有限元模型，全用采用ANSYS自动四边形网格功能来划分，从而保证了较高的计算精度。
图1-4 高桩码头桩基与岸坡相互作用计算元模型图1-5 高桩码头桩基与岸坡相互作用变形图题目二大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析一、用三维有限元模型计算大圆筒在外荷载（包括动荷载）作用下和地基相互作用问题，可按空间问题求解。
现以大圆筒在振动下沉时的动力分析为例阐述如下。
大圆筒求解有限元模型如图2-1所示。
用六面体等参元模拟土基础，用曲面壳体单元模拟钢圆筒，用梁单元模拟钢圆筒柱壳上的纵横向加强肋，在大圆筒和基土之间设置接触面单元以模拟筒体和地基的相互作用。
对瞬时动荷载采用时程积分的方法，将一个周期的荷载分为足够多个时间步（比如300步）进行求解。
图2-2所示为大圆筒下沉到十六米时在T＝11.5秒时的竖向应力云图。
图2-1 大圆筒有限元模型图2-2 大圆筒下沉到十六米时在T＝11.5秒时的竖向应力云图大圆筒在侧向荷载（如波浪力）作用下的倾复问题也可用上述空间模型求解。
在侧向荷载作用下，达到一定程度时，圆筒和土体之间的接触单元会反映出筒体和土体间的分离现象。
二、用三维有限元模型计算参考日本规范，大圆筒的位移和倾复问题，也可以用平面方法按如下模型求解。
纵向取单宽按平面问题计算，横向宽度B可按纵向单元长度内面积相等的原则确定。
墙后土压力按假想平面和库仑极限主动土压力计算，侧向摩阻力由主动土压力和土与墙背间摩擦角 计算确定。
墙前水平土抗力通过设置非线性弹簧元经非线性迭代计算确定。
筒底地基反力通过设置筒底竖向弹簧元经计算确定；筒底基土的剪切反力，通过设置筒底水平向弹簧元计算确定，根据上述假定，在ANSYS上建立有限元模型如图2-3。
图2-3经非线性迭代计算，得到土抗力和地基反力如图2-4所示。
图2-4位移图见图2-5，最大位移DMX＝10.7688cm。
各关键点的位移如表一。
表一关键点的位移关键点竖向位移（cm）水平位移（cm）水平允许最大位移H＊1.5%（cm）筒顶 2.88（向下）7.41（向外）＜29.25（满足要求）海底面 2.84（向下） 5.04（向外）筒底前趾 2.42（向下）0.179（向内）筒底后趾 1.73（向下）0.566（向外）图2-5 位移云图题目三（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析（提供固结方程或固结方程处理方案，孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧）一、计算说明本题目对强夯地基固结进行有限元分析，可采用ANSYS－STRUCTURE分析模块来完成。
二、计算有限元模型及边界条件图3－1 有限元模型及模型尺寸图3－2 冲击荷载加载图三、强夯地基固结计算图3－3 冲击荷载作用下的变形图图3－4冲击荷载作用下的等效应力云图根据Skempton 土力学计算公式，每一个荷载增量导致的孔隙水压力的增量可用式(3-1)表示： )]([313σσσ∆-∆+∆=∆A B u , 3/1 1==A B ，(3-1)根据上式(3-1)，采用ANSYS 可计算得到动载作用下孔隙水压力增量。
图3-5 动荷载末时的孔隙水压力增量u ∆云图图3－6 动荷载末时的孔隙水压力增量u ∆云图由式：u gh u u u ∆+=∆+=ρ0（3－2）可计算得到孔隙水压力的分布，如下图所示。
图3－7 动荷载末时的孔隙水压力u 云图孔隙水压力与水头的关系可用式（3－3）表示，图3－8为冲击荷载作用末时水头分布云图。
y uh w+-=γ （3－3）图3－8 冲击载荷末时水头h图3－10 1天后各点水头分布图3－11 4天后各点水头分布图3－12 5天后各点水头分布图3－13 10天后各点水头分布图3－14 20天后各点水头分布图3－15 30天后各点水头分布图3－16 50天后各点水头分布图3－17 60天后各点水头分布图3－18 65天后各点水头分布图3－19 100天后各点水头分布为了得到在冲击载荷作用下孔隙水压力的消散过程，如图3－21～图3－23所示分别画出了图3－20所示3个点的孔隙水压力u随时间的变化曲线。
图3－20 孔隙水压力u消散过程三个监控点位置图3－21 第1个监控点孔隙水压力u随时间的消散过程图3－22 第2个监控点孔隙水压力u随时间的消散过程图3－23 第3个监控点孔隙水压力u随时间的消散过程题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层，挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6⨯0.6⨯0.6m3，混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。
一、计算说明题目四是一渗流－结构耦合计算问题。
而ANSYS具有功能强大的渗流－结构耦合计算功能。
下面是针对题目四，采用ANSYS所完成的：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析。
二、计算几何模型和有限元模型以下各图分别是计算模型及有关尺寸、材料的说明图4-1 计算几何模型图4-2 计算模型尺寸及有关材料图4-3 渗流－结构耦合计算有限元模型该坝体结构共有六种材料，上图4-3中分别用不同颜色表示结构不同的材料。
三、计算结果1、计算边界条件图4-4 渗流－结构耦合计算有限元模型以上是边坡路基在降雨情况下稳定分析边界条件说明。
除了考虑降雨，同时路基两侧考虑了10m常水头的作用。
2、计算结果下雨情况下压力水头等值云图下雨情况下孔隙水压力下雨情况下结构等效应力云图同时，为了对下雨和无雨情况下边坡路基的稳定性进行对比，下面是无雨情况下的稳定性分析结果。
可以明显看出，结构在无雨情况下结构等效应力较大，具有较大的稳定性。
无下雨情况下结构等效应力云图3、结论本算例采用ANSYS渗流和结构耦合分析功能对一边坡路基进行了稳定分析。
算例表明，这种方法计算准确，速度快，可用于各种任意复杂的二、三维结构的渗流场分析，同时可将渗流计算孔隙水压力用于结构稳定性分析。
