【ANSYS算例】利用強度折減法對邊坡進行穩定分析
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好久沒有更新算例了,這期更新一個小算例,用強度折減法計算邊坡的穩定性,用ANSYS軟件計算,ABAQUS的算例我前面寫了兩篇,感興趣的可以看看。
邊坡的尺寸及參數與之前的ABAQUS的邊坡算例相同。模型如下。
接下來講解一下建模的過程。先定義一下單元的類型。這里采用平面應變單元,PLANE42單元。
!定義單元類型ET,1,PLANE82 !定義邊坡圍巖單元KEYOPT,1,3,2 !求解類型為平面應變
接下來根據強度安全系數,定義邊坡的材料屬性。這里我計算出來粘聚力和內摩擦角的大小,直接分別定義了。其實這里更好的辦法就是寫個定義材料的循環,小伙伴們可以自己寫,小編偷懶了。哈哈哈
!邊坡圍巖1材料屬性 MP,EX,1,1E6 MP,PRXY,1,0.35 MP,DENS,1,2.03 !定義塑性模型TB,DP,1 !定義數據表1TBDATA,1,24.76,36.05 !給數據表輸入數據!取強度折減系數F=0.5時邊坡圍巖材料屬性MP,EX,2,1E6 MP,PRXY,2,0.35 MP,DENS,2,2.03 TB,DP,2 !定義數據表3TBDATA,1,16.507,25.89 !給數據表輸入數據!取強度折減系數F=0.75時邊坡圍巖材料屬性MP,EX,3,1E6 MP,PRXY,3,0.35 MP,DENS,3,2.03 TB,DP,3 !定義數據表4TBDATA,1,12.38,20 !給數據表輸入數據!取強度折減系數F=1時邊坡圍巖材料屬性MP,EX,4,1E6 MP,PRXY,4,0.35 MP,DENS,4,2.03 !定義密度TB,DP,4 !定義數據表5TBDATA,1,9.904,16.234 !給數據表輸入數據!取強度折減系數F=1.25時邊坡圍巖材料屬性MP,EX,5,1E6 MP,PRXY,5,0.35 MP,DENS,5,2.03 TB,DP,5 !定義數據表6TBDATA,1,8.2533,13.639!取強度折減系數F=1.5時邊坡圍巖材料屬性MP,EX,6,1E6 MP,PRXY,6,0.35 MP,DENS,6,2.03 TB,DP,6 !定義數據表7TBDATA,1,7.074,11.749!取強度折減系數F=1.75時邊坡圍巖材料屬性MP,EX,7,1E6 MP,PRXY,7,0.35 MP,DENS,7,2.03 TB,DP,7 !定義數據表8TBDATA,1,6.19,10.314!取強度折減系數F=2時邊坡圍巖材料屬性
接下建立有限元模型,基本的思路如下:
建立關鍵點
K,1,,,, K,2,-2,K,3,-2,-3,, K,4,18,-3,, K,5,18,10K,6,10,10
生成線
l,1,2 l,2,3l,3,4l,4,5l,5,6l,6,1
創建邊坡面模型
al,1,2,3,4,5,6
切割平面
wprota,,90asbw,all wprota,,,90asbw,allwpcsys,-1 aglue,all
網格劃分
lsel,s,,,5,7,2 lsel,a,,,11 lesize,all,,,17 !lsel,s,,,6,8,2 lesize,all,,,17 lsel,s,,,2,4,2lsel,a,,,9 lesize,all,,,3lsel,s,,,1,10,9 lesize,all,,,3mat,1 !給邊坡圍巖1賦予1號材料特性type,1mshkey,0 !設定自由網格劃分mshape,0 !設定四邊形網格劃分amesh,all !劃分
施加約束
!邊坡兩側施加X方向約束nsel,s,loc,x,-2 !選擇X=-2線上所有節點nsel,a,loc,x,18 !選擇X=18線上所有節點d,all,ux !對所選擇節點約束X方向位移allsel!邊坡底部施加約束nsel,s,loc,y,-3 !選擇Y=-3線上所有節點d,all,all !施加重力加速度acel,,9.81alls
求解
/solu!求解設置antype,static !設定為靜力求解nsubst,100 !設定最大子步數為100pred,on !打開時間步長預測器nropt,full !設定牛頓-拉普森選項nlgeom,on !打開大位移效果lnsrch,on !打開線性搜索outres,all,all !輸出所有項cnvtol,u,,0.05,2,1 !位移收斂準則設定allselsolve !進行求解save,k0_5,db !把看k=0.5時求解結果保存!邊坡在強度折減系數k=0.5時求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,2/soluallselsolve !進行求解save,k0_75,db !把k=0.75時求解結果保存 !邊坡在強度折減系數k=0.75時求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,3/soluallselsolve !進行求解save,k1,db !把k=1時求解結果保存 !邊坡在強度折減系數k=1時求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,4/soluallselallselsolvesave,F1_25,db !把k=1.25時求解結果保存 !邊坡在強度折減系數k=1.25時求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,5/soluallselsolvesave,k1_5,db !把k=1.5時求解結果保存 !邊坡在強度折減系數k=1.5時求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,6/soluallselsolvesave,k1_75,db !把k=1.75時求解結果保存 !邊坡在強度折減系數k=1.75時求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,7/soluallselsolvesave,k2,db !把k=2時求解結果保存 !邊坡在強度折減系數k=2時求解finish
后處理
/post1 !進入后處理!邊坡在強度折減系數k=1時結果分析Resume,'k1_75','db' !讀入邊坡在強度折減系數k=1時set,1,last !讀入后一個子步pldisp,1 !繪制邊坡模型變形圖plnsol,u,x !繪制邊坡模型水平方向位移云圖plnsol,eppl,eqv !繪制邊坡模型塑性應變云圖
這里對后處理說明一下,可以改變不同的db文件名,來讀取不同的文件,從而可以看到在不同的安全系數下的不邊坡的狀態。當然如果想看坡頂關鍵點的位移與折減系數的關系曲線,可以在最開始建立一個數組,把每個安全系數最后荷載子步的關鍵點位移放在數組里面,后面直接畫曲線。當然其他的判據需要的數據也可以通過這個操作來完成。這里我就不寫具體的命令流了,難度是不大的。
這期邊坡的內容到這里就結束了,希望大家喜歡,希望能需要的同學一些幫助。感謝大家的支持,繼續再接再厲!
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