自重引起的初始应力(zone initialize-stresses)
1 引言
对于土木或采矿工程项目，在任何开挖或施工开始之前，地层中都存在一个原位应力状态，过去我们曾经直接或间接地讨论过初始应力的确定。
相关文章，在仿真秀官网搜索：
T-Section隧道模型(CylinderTSectionWithWall)---应力松弛法计算
FLAC/Slope的强度降低过程(Strength Reduction Procedure in FLAC/Slope)
FLAC3D与Python的集成 (3)---网格划分Building Blocks
EnFEM---一个小型的有限元分析教学软件
ADINA V9.7.1发布啦---最早引入的岩土有限元分析软件
在一些隐式的有限元分析中，例如Plaxis和Abaqus，模拟初始应力状态的过程非常繁杂。FLAC3D使用的算法逻辑是在网格中安装一组应力，然后运行FLAC3D，直至达到平衡状态。对于地下深部开挖问题，重力的影响一般可以忽略不计，原岩应力的讨论参看《原岩应力(in-situ stresses)的估算》，而对于浅部岩土工程问题，包括边坡和地下开挖，自重引起的应力占主导作用。这个笔记简要回顾了自重引起的初始应力估算方法。
2 自重应力
自重引起的初始应力总是以命令model gravity 9.81开始的，初始应力的估计分为以下几种情形：
(1) zone initialize-stresses
zone initialize-stresses命令自动初始化一个由重力引起的应力场。这个命令不考虑几何形状中的任何不规则性。这个命令默认了垂直应力和水平应力相等，即ratio=1.0. 因此在这种情况下所有方向的应力是相同的。
(2) zone initialize-stresses overburden
这个命令指定添加到计算中的上覆应力，假设模型的垂直边界不代表模型的表面。默认值为0.0。由于压应力是负值，所以这个值通常是负的，例如。
zone initialize-stresses overburden -13.57e6
(3) zone initialize-stresses total
默认情况下，垂直与水平的应力比适用于有效应力。使用total关键词可以使它适用于总应力。除非创建了一个非零的孔隙压力场，否则这个设置对模型没有任何影响。
(4) zone initialize-stresses ratio
这个命令中的ratio用来确定水平与垂直的应力比。两个水平应力是垂直应力乘以这个值。如果给出了可选的第二个参数fy，那么在局部的x和y方向就会使用不同的比值。注意，在这种情况下，关键字direction-x用来区分这些局部方向，例如：
zone initialize-stresses ratio 0.3
zone initialize-stresses ratio 1.0 0.5
zone initialize-stresses ratio 0.6,0.4
zone initialize-stresses overburden [(topOfModel+15.0)*density*9.81] ...
ratio 3.0 1.6 direction-x 1.0 0 0
(5) zone initialize-stresses direction-x
如果ratio关键字给出了两个参数，那么direction-x可以用来指定系统应该使用的局部 x方向。y方向是由x方向和重力方向自动确定的，以创建一个正交系统。可以调整x方向，使其垂直于重力方向。默认情况下，direction-x的值是(1,0,0)。
