【摘要】：仅单层地基时选择柔性荷载，土层的计算参数及加荷方式如图1所示，其中E为土的弹性模量，μ为土的泊松比，计算附加应力时不考虑地基土自重，模型采用Plane42单元，有限元模型如图2所示，b为2m，模型的宽度20m，高度10m，单元数目19 632，节点数目19 933。①σz不仅发生在荷载面积以下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓的地基附加应力的扩散分布。
2.1 单层地基附加应力的ANSYS分析
（1）计算参数及网格划分
仅单层地基时选择柔性荷载，土层的计算参数及加荷方式如图1所示，其中E为土的弹性模量，μ为土的泊松比，计算附加应力时不考虑地基土自重，模型采用Plane42单元，有限元模型如图2所示，b为2m，模型的宽度20m，高度10m，单元数目19 632，节点数目19 933。
图1 土层的计算参数及加荷方式
图2 有限元模型
图3 σz应力等值云图
图4 σx的应力等值云图
图5 τxz的剪切应力等值云图
（2）模拟结果分析
由图3可以得到下列结论：
①σz不仅发生在荷载面积以下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓的地基附加应力的扩散分布。
②在离基础底面（地基表面）不同深度z处各个水平面上，以基础底面中心点下轴线的σz最大，随着距离中轴线愈远愈小。
③在荷载分布范围内任意点沿着垂线的σz数值，随着深度越向下越小。
分析图4和图5可知：σx的影响范围较浅，所以基础下地基的侧向变形主要发生在浅层；τxz的最大值出现在荷载边缘，所以位于基础边缘下的土容易发生剪切滑动而出现塑性变形区。
当P＝1 000Pa时基础中心下不同深度处的附加应力数值与手算的z方向的附加应力的比较结果如表1和图6所示。
表1 ANSYS结果与手工计算结果对比表
图6 σz-S对比曲线
从ANSYS的模拟曲线与理论计算结果可以看出，不仅与理论很好地吻合，且与手工计算的结果误差均在5％以内，这说明了ANSYS结果的正确性，同时也说明了ANSYS在土力学方面的可用性。
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