案例2：浅基础2
前一个案例中采用总应力法Tresca模型分析了不排水条件下作用在黏土上的浅基础。然而有效应力法无论是使用方便性还是理论基础，大多数情况下都能满足要求。有效应力法采用的岩土材料参数都是在排水条件下测得的，软件在分析时可以显式的计算短期条件下超静孔隙水压力的发展。因此，采用有效应力法时可以同时计算短期和长期情况，这在上一个案例的总应力法中是无法实现的。
该案例中使用的岩土材料为软件自带材料Firm Clay-MC（Mohr-Coulomb硬黏土，E = 25 MPa，v = 0.3，c = 10 kPa，φ = 20°）。模型尺寸（如图2.1）和上一个案例中的一样。同样的，本案例中也将采用极限分析得到地基承载力，采用弹塑性分析得到基础沉降。
不同于上一个案例，本例中在地表以下2.5 m处定义一个静水位。地下水位的定义采用「特性」工具栏中的「地下水位」工具进行。
注：案例教程1-浅基础1链接地址：http://bbs.kulunsoft.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3515。
另外，本案例中还需要区别长期和短期条件，即硬黏土材料的排水条件为「排水/不排水」，这意味着在短期条件下将考虑超静孔隙水压力，而长期条件下则无超静孔隙水压力。在「工况阶段管理器」界面中可以对每个工况阶段单独设置相应的短期/长期条件（如图2.2所示）。
当设置了水力边界条件或流体材料时，所有的分析方法中都需要考虑水力模型。在OptumG2中，所有的渗流计算均考虑为通用变饱和分析。因此，既需要考虑饱和渗透系数，又需要考虑水利模型。在本案例中，我们采用线性水力模型（见「材料手册」），且保持参数默认值，如图2.1所示。
最后，对于任意的短期分析，都需要首先计算初始地应力状态。如上一案例中所述，可以在单独的工况阶段中计算处理地应力，或者（如果没有指定「从」工况阶段），软件则采用「K0分析」或「重力荷载」作为分析方法自动计算初始地应力。无论采用哪种初始地应力计算方法，分析中都会计算初始孔隙水压力。在本案例中，采用「K0分析」，并设置土压力系数K0=0.66（如图2.1所示）。
2.1 极限分析
对模型分别进行上限和下限极限分析，分析步骤和上一案例相同，除了本案例中「时间范围」需要设置为「短期」。「单元数量」设置为1000，采用「网格自适应」且「自适应迭代次数」为3（如图2.2所示）。
计算得到如下结果：
或者：
qu = 697.4 kN/m2 ± 4.3% （2.2）
增加单元数量至2000，得到如下结果：
qu = 695.8 kN/m2 ± 2.5% （2.3）
增加单元数量至4000：
qu = 696.8 kN/m2 ± 1.6%
计算结果已经足够精确。需要注意的是，虽然网格单元数量从1000上升至4000时，计算误差减小了近3倍，但是计算平均值的差异只有1%。平均值相对于上限解和下限解的误差往往夸大了平均值的真实误差，这是一个非常典型的现象。真实值相对于上限解和下限解的误差总是趋于相同，因此，这使得平均值往往更接近真实值。
图2.3中给出了不排水抗剪强度的分布。对于本案例中采用Mohr-Coulomb模型，不排水抗剪强度可由下式计算得到（见「材料手册」）：
（2.5）
其中 
图2.3 不排水抗剪强度su的分布
图2.4中给出了基础的破坏模式和剪切耗散的分布。和上一案例中的结果非常相似。
图2.4 破坏模式和剪切耗散分布2.2 弹塑性分析
接下来，我们分析大小为600 kN/m2的固定荷载作用下的基础沉降，如图2.5所示。假设荷载作用在基础上的速度足够快，那么需要考虑不排水条件。然后保持荷载作用不变，直到超静孔隙水压力完全消散。因此，整个分析中既要考虑短期条件，又要考虑长期条件。
图2.5 模型几何尺寸、荷载和材料（上），弹塑性分析中短期（EP ST）和长期（EP LT）的工况阶段设置（下）
该分析需要通过两个工况阶段来完成，首先，在第一个弹塑性分析工况阶段中设置「时间范围」为「短期」。然后复制该工况阶段，并在新的工况阶段中修改「时间范围」为「长期」，同时将「从」工况阶段设置为前面的短期工况阶段。这表示第一个工况阶段的计算结果将作为第二个工况阶段的初始值。图2.5中给出了两个工况阶段的设置参数。可以注意到，软件中允许对长期工况阶段重置位移，即不考虑短期工况阶段中导入过来的位移。由于我们需要分析最终的位移情况，因此并不需要重置位移，该选项保持为默认值「否」。
总的来说，对于弹塑性分析中的「排水/不排水」材料，需要采用非关联流动法则且剪胀角设置为零，才能在短期分析中得到合理的结果（见「理论手册」）。该条件在绘图界面右侧的材料性质界面中设置，如图2.5所示。
两个工况阶段均采用1000个6-节点高斯单元和3步自适应迭代，图2.6中给出了相应的变形计算结果。可以注意到，主要的变形均发生在短期工况阶段，即在本案例中相对于瞬时变形而言，固结效应对变形的影响相对较小。
图2.6 变形和位移（ 
