以PLAXIS为例-岩土工程到底需要考虑到什么精度？

一

感谢二小姐邀请，做一个关于岩土仿真内容的推文，孙某不胜荣幸。二小姐未限定文章的主旨，思来想去，这种不限定的内容最不好发挥，怕是写着写着就跑题。还是结合我熟悉的软件PLAXIS，写一篇掉头发的总结，“岩土工程到底需要考虑到什么精度？”，作为一点小小的建议，卖个关子后面说。

二

事情的来龙去脉应该从我刚工作，那个时候头发还很多的时候说起。

我工作后，主要做的工作就是涉铁安全评估，做了一个U型槽下穿城际铁路桥梁项目。

下穿处，将2号桥墩置于中央分隔带内，并设置防撞墙。方案中，某海大道与城际铁路的立面位置关系见图1.1，平面位置关系见图1.2。

图1.1 立面位置关系图（m）

图1.2 平面位置关系（cm）

桥下净空约为2.5m，桥下地面高程为93.0m。根据设计资料，U型槽下穿铁路底板底标高87.238m，即桥下地面到U型槽底板底距离5.762m。开挖深度较大，采用分段开挖施工方法。

这个三年前的项目，最难受的就是提到的这个“87.238m”，一切围绕这个来。

那个时候觉得，搞计算，就得尺寸精确，尤其是我本身是搞结构的，结构尺寸按理说要真实输入，这一块不能够进行简化。所以在我建模的时候，我就按照原来尺寸，真的输入了一个“87.238m”，在之后计算中，plaxis老不能计算。检查模型三四天。后来发现了，因为我都是按照尺寸输入模型，输入完成后，看原来输入模型信息，看看原来输入的尺寸是多少，在这个基础上加新的几何

因为输入时候是三位小数，在plaxis默认显示是两位小数。所以这中间差了两毫米，最后引起划分网格极为奇异，难免软件内核不给计算了。

这个项目在几个月前，又修改了。负责人要求给U型槽加桩单元，加的时候还是显示不能计算，仔细一想，不还是原来模型的问题，新定义的桩单元尺寸没有跟原来的模型精确对上，还是差了0.02mm。

三

如果事情到了这里，那其实就结束了。因为plaxis软件分vip和非vip，很多如导入等功能，非vip是不能实现的，我在工作中都是用自定义命令流导入形式。在做基坑支护的同行比较多，涉及到基坑大量线的导入，常规就是用dxf导入，这里面经过我自己研究以及反馈。会涉及到如下几个问题（以plaxis为例）：

1 dxf导入大量的线单元很容易导致因为dxf中精度与plaxis中精度不协调，导致出现非必要的不闭合情况。最后导致建完模型，花大量时间对模型进行纠错。

2 本程序读取dxf，直接生成plaxis中直线命令（当然可以在excel里面修改成beam等命令），批量输入plaxis中。

（此处省略一大堆因为同样原因导致的错误模型照片）

小尺寸导致的网格问题，无法计算。局部未耦合，局部位移奇异，这都影响了计算的效率和准确性。导入的尺寸是一个小数点后四位的数字，如果想用dxf的线作模型边界，更难以准确定义边界，使边界不合理。（相信用过plaxis感触很深）

为了克服这个问题，同时能够让导入进去的线可编辑（因为经常会发现，导入模型，模型都建完了，部分线位置不对需要调整），重新弄可能不需要多久，这是个心态问题，尤其是大量的导入，有限元是一个很考验耐性的工作，尝尝明天开会，今天还没有调出来。

为了解决这个问题，直接把dxf转化为预留精度（比方说保留三位）的命令流，再通过软件的批量导入，就可以啦！因此，通过简单地编程，形成了plaxis导入dxf线小插件，“dxftoplaxisline”，意思可以看出来了，就是把dxf转化为plaxisline的命令流，有以下优势：

  省时省力，完全不输直接导入，

  完全控制输入精度（默认小数点后三位），

  完全知道你输入了什么，最后得到了什么。

  完全避免不精确输入导致最后模型的异常问题。

举例：

这是一个基坑dxf文档。

同时在dxf之前就先定义好局部坐标，以后再想加什么，就直接量取尺寸就好。

四

我在反思，就算精确到毫米，在岩土计算中有啥意义呢？我平时做桥梁设计，整体计算都是用梁单元来算，搞岩土计算，1.5的钻孔防护桩也是等效为板单元，那精确到毫米我觉得是没有意义的。

有限元计算很重要的就是进行模型简化，不把别的条件简化好，搁那纠结是不是精确到毫米，可真是浪费时间啊。

因此我觉得，搞计算作为重要的辅助手段，一叶障目实不可取。把更多的精力用在结果的合理性分析，结合工程搞下修正，不能为了仿真而仿真，让仿真真的落在共同富裕的田野上！