ansys邊坡模型的案例
邊坡穩(wěn)定性分析 附GeoStudio2018幫助文檔邊坡穩(wěn)定性分析模型SLOPE Modeling下
案例邊坡尺寸如下圖4所示，邊坡只包含一種土體，其重度
，粘聚力
，內(nèi)摩擦角φ=30°。
整個(gè)分析過程中不考慮地下水的影響。
Giam和Donald計(jì)算得到的安全系數(shù)為1.00。
圖4 邊坡模型
在DeepEX中建立圖4所示邊坡模型時(shí)，可以在【修改地表形狀-放坡選項(xiàng)】對(duì)話框中設(shè)置邊坡參數(shù)。各類參數(shù)按照?qǐng)D5輸入即可得到如圖6所示的邊坡模型。
圖5設(shè)置邊坡形狀參數(shù)
圖6 DeepEX中建立的邊坡模型
建立模型之后，即可在【邊坡】選項(xiàng)中勾選【整體穩(wěn)定性分析】，然后點(diǎn)擊【選項(xiàng)】按鈕，在彈出的【邊坡穩(wěn)定性分析選項(xiàng)】對(duì)話框中進(jìn)行分析設(shè)置，具體如圖7~8所示。邊坡穩(wěn)定性分析設(shè)置中最核心的操作是確定計(jì)算的搜索范圍，包括滑弧圓心以及半徑搜索區(qū)域的設(shè)置。確定搜索范圍后，DeepEX采用區(qū)格搜索法來計(jì)算最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。區(qū)格搜索法是指將搜索區(qū)域劃分成小的區(qū)格，在每一個(gè)區(qū)格點(diǎn)計(jì)算出一個(gè)安全系數(shù)，再對(duì)所有安全系數(shù)進(jìn)行比較，找出最小安全系數(shù)，其所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。該方法的特點(diǎn)是搜索范圍廣，不會(huì)陷入局部極小值，適合計(jì)算機(jī)計(jì)算。
由于本案例較為簡(jiǎn)單，邊坡分析中主要涉及到邊坡分析中的分析方法、圓弧中心以及半徑搜索三個(gè)具體標(biāo)簽。在【分析方法】中選擇畢肖普法。在【圓弧中心】中可以設(shè)置滑動(dòng)圓弧圓心的搜索區(qū)域，為了盡可能得到最小安全系數(shù)，可以將搜索范圍確定在一個(gè)相對(duì)較大的區(qū)域內(nèi)。一般搜索區(qū)域水平方向應(yīng)該覆蓋從坡頂?shù)狡碌椎姆秶Q直方向應(yīng)該為3-4倍坡高，對(duì)于一些復(fù)雜情況的邊坡需要通過多次試算來確定具體的搜索范圍。本例設(shè)為從坡底到坡頂?shù)囊粋€(gè)30m×40m的矩形區(qū)域，具體參數(shù)見圖7。在【半徑搜索】中可以利用不同方法設(shè)置圓弧半徑的搜索范圍。
展開 分享:邊坡的有限元分析及ANSYS軟件對(duì)邊坡開挖的模擬
介紹了一種國際上通用的有限元計(jì)算程序—ANSYS,并將ANSYS程序與巖土工程計(jì)算相結(jié)合時(shí),詳細(xì)探討了ANSYS模擬
邊坡開挖的方法,并將這一方法運(yùn)用到某個(gè)水電站的穩(wěn)定性分析中;分別計(jì)算出邊坡的剖面在天然狀態(tài)和開挖工況下的應(yīng)力場(chǎng)和
位移場(chǎng),作者對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對(duì)平面問題的邊坡穩(wěn)定性作出了定性的評(píng)價(jià)。
關(guān)鍵詞:有限元計(jì)算;ANSYS軟件;邊坡開挖;成果分析;評(píng)價(jià).
SRMTools---基于微觀力學(xué)的巖石邊坡3D模型
1 引言
傳統(tǒng)的巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法通常涉及使用經(jīng)驗(yàn)方法來估計(jì)巖體的連續(xù)強(qiáng)度準(zhǔn)則，巖體由大量斷裂的巖石組成，當(dāng)原巖和不連續(xù)都發(fā)生屈服時(shí)，巖體發(fā)生整體破壞。描述巖體的困難在于不可能直接測(cè)試大范圍巖石的破壞。因此，經(jīng)常使用經(jīng)驗(yàn)方法來估計(jì)巖體強(qiáng)度準(zhǔn)則的參數(shù)。比如Hoek-Brown準(zhǔn)則, 不過這種方法忽略了許多重要的方面，如尺寸效應(yīng)或局部破壞可能在連接介質(zhì)中傳播的復(fù)雜過程, 例如通過巖橋的斷裂。Cundall, P. A. and B. Damjanac. (2009) 提出了一個(gè)新的模型Slope Model 用來克服這種局限. 這個(gè)筆記總結(jié)了先前的內(nèi)容, 并在此基礎(chǔ)之上作了進(jìn)一步解釋.
耦合的網(wǎng)格/離散單元法模擬巖石粘結(jié)塊體
巖土邊坡的破壞類型(C3)(Failure types of slope)
離散格點(diǎn)方法(Lattice-Spring Method)
網(wǎng)格-彈簧(Lattice-Spring-Based)方法
邊坡工程---巖體邊坡的破壞模式
屈曲傾倒破壞(flexural toppling failure)
索引文件保存在下面的數(shù)據(jù)集里:
Lattice-Spring Method.txt
Synthetic Rock Mass.txt
Conventional design methods for rock slopes
Based on Micromechanics
Selected Slope Model Publications
..
展開 使用Geometry建立三維極限平衡邊坡模型
1 引言
三維模型的建立有多種方法，可以使用三維基元來構(gòu)建，對(duì)于形狀規(guī)則的三維模型，例如堤壩或路基，也可以通過二維模型拉伸(Extrusion)得到三維模型,例如:
使用Extrusion工具產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格(unstructured Mesh)
Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D僅有)
FLAC2D 創(chuàng)建網(wǎng)格Extrusion工具
FLAC3D三維模型的建立---Extrusion工具
然而對(duì)于采礦工程邊坡，由于地表形狀不規(guī)則以及采礦邊坡特有的幾何特征，不能通過二維模型轉(zhuǎn)化為三維模型，因此一個(gè)更廣泛接受的模型建立方法是輸入外部已經(jīng)建立的幾何形狀。
geometry import 'surface.dxf'block create brick 500 6500 -500 5500 -1000 3000
Itasca幾何數(shù)據(jù)交換文件---Geometry Files
建立更真實(shí)的數(shù)值模型：FLAC3D導(dǎo)入地形圖 (1)
建立更真實(shí)的數(shù)值模型(2)：FLAC3D與曲面地形的集成
三維模型也可以直接使用表面測(cè)量坐標(biāo)建立，例如在【帶有軟弱夾層(Weak Layer)的三維采礦邊坡穩(wěn)定性分析(3D Open Pit Analysis)和三維極限平衡巖石邊坡穩(wěn)定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個(gè)軟弱滑動(dòng)面]中，通過輸入地層和邊坡的坐標(biāo)(xls文件)建立了三維模型。
2 模型建立
一個(gè)采礦邊坡由三層材料組成，如下圖所示。第一層是石灰?guī)r，第二層是礦石，第三層是砂巖。
(1) 為了建立三維模型，首先輸入邊坡的表面，這個(gè)表面是stl文件，Geometry>Import/Export>Import Geometry...
展開 
應(yīng)變軟化模型IMASS邊坡穩(wěn)定性分析
3 FLAC3D使用IMASS模型
為了調(diào)用IMASS模型，F(xiàn)LAC3D使用如下命令：
model config imasszone cmodel assign imass
模型輸入的參數(shù)有六個(gè)：
(1) 巖石密度;
(2) Hoek-Brown準(zhǔn)則中的GSI；
(3) 原巖單軸抗壓強(qiáng)度UCS；
(4) Hoek-Brown準(zhǔn)則中的材料常數(shù)mi;
(5) 原巖的模量;
(6) 臨界塑性剪應(yīng)變系數(shù)。
zone initialize density 2500zone property in_mod_youngintact 2.5e10zone property in_stren_gsi 45zone property in_stren_mi 15zone property in_stren_ucsi 60e6zone property in_bulking_dil 10zone property in_weak_multecrit 1.0
4 邊坡穩(wěn)定性分析
使用Hoek-Brown本構(gòu)模型計(jì)算邊坡穩(wěn)定性，通常需要預(yù)定義巖體的損傷，使用擾動(dòng)因子(D因子)和假設(shè)巖體的彈性-完全塑性行為來表示邊坡面由于爆破和應(yīng)力松弛(可延伸至坡面后30%的邊坡高度)引起的強(qiáng)度減弱。在IMASS中，由于考慮了巖體峰值和后峰值強(qiáng)度包絡(luò)線，因此可以模擬巖體發(fā)生塑性變形時(shí)在這些包絡(luò)線之間的應(yīng)變軟化，這就消除了根據(jù)主觀的D因子來預(yù)定義坡面的破壞程度。
展開 『轉(zhuǎn)貼』三維巖質(zhì)邊坡模型的建立心得
由于三維邊坡模型比較復(fù)雜，所以其模型的建立大都借助其他軟件來實(shí)現(xiàn)。仿真分析,有限元,模擬,計(jì)算,力學(xué),航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent
?^G;?,Ya;XK
我這次主要用一個(gè)例子（見下圖）來介紹一下在ansys中建立不規(guī)則巖質(zhì)邊坡模型的思路。希望能和各位朋友共同交流，進(jìn)步。SimWe仿真論壇WoH9Y9R4{ o v M0q6|
對(duì)于三維巖質(zhì)邊坡模型的建立，一般來說有兩種方法xCZ X&o9|;P
1、平面法仿真分析,有限元,模擬,計(jì)算,力學(xué),航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent,CFD,CAE,CAD,CAM9v"iPb^(S
根據(jù)地形地質(zhì)平面圖來建立模型的方法，這種方法建議參考sch版主的surfer與ansys結(jié)合的建模方法這種模型一般適合于均質(zhì)體的模型，另外，對(duì)于沉積巖層且不考慮風(fēng)化卸荷的模型也適用。均質(zhì)體就不多說了，對(duì)于沉積巖層，因其沉積面近似平面，可以在ansys中通過工作平面切割體的方法來把不同的巖層分割為不同的體。（關(guān)于曲面切割體我沒有做過，歡迎達(dá)人就此問題作出補(bǔ)充）DI?5{C`
2、剖面法
在某些情況下，邊坡上局部區(qū)域發(fā)育有第四系的堆積體，其與基巖的分界線在平面圖上反映不出來，另外巖體中的風(fēng)化卸荷面也是一個(gè)不規(guī)則的曲面，而且一般還包括強(qiáng)卸荷面，弱卸荷面等。這樣只通過平面圖獲取不到足夠的信息，這種情況下就要通過剖面來實(shí)現(xiàn)了。我在這里詳細(xì)介紹一下剖面法的思
盡量多多學(xué)習(xí)吧
展開 用ANSYS做邊坡穩(wěn)定分析
用ANSYS做邊坡穩(wěn)定分析的方法是：根據(jù)有限元程序計(jì)算得到的應(yīng)力場(chǎng)來計(jì)算各點(diǎn)的安全系數(shù)，然后
利用ANSYS強(qiáng)大的后處理功能繪出安全系數(shù)等值線圖，圖中安全系數(shù)最小的那條等值線就是最可能的滑裂面，
其安全系數(shù)就是邊坡的安全系數(shù)。..........
用ANSYS做邊坡穩(wěn)定分析.pdf
基于ANSYS APDL的邊坡穩(wěn)定性研究
4 加固分析
采用錨桿技術(shù)加固邊坡巖體，使其成為一個(gè)復(fù)合整體，從而增強(qiáng)開挖邊坡的穩(wěn)定性，改善和提高邊坡內(nèi)部脆弱巖層的強(qiáng)度。這項(xiàng)技術(shù)可以在不利的自然環(huán)境下進(jìn)行，有效保證人員安全，節(jié)省人力物力，方便高效。按照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行加固，加固后對(duì)邊坡進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)模型應(yīng)力和塑性應(yīng)變都符合要求，不會(huì)失穩(wěn)。
在ANSYS中建立開挖邊坡加固模型，單元選擇為L(zhǎng)INK180，LINK180單元是有著廣泛工程應(yīng)用的桿單元，它可以用來模擬桁架、纜索、連桿、彈簧等等；是桿軸方向的拉壓?jiǎn)卧總€(gè)節(jié)點(diǎn)具有三個(gè)自由度：沿節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系X、Y、Z方向的平動(dòng)；就像鉸接結(jié)構(gòu)一樣，本單元不承受彎矩。輸入材料參數(shù)后，劃分網(wǎng)格。
塑性變形主要分布在斷層附近的脆弱巖石處，由于錨桿的加固，塑性區(qū)擴(kuò)展范圍比未加固前的開挖邊坡小很多，并且沒有形成穿透行為。錨桿與塑性區(qū)成一定的角度，這樣當(dāng)巖土滑動(dòng)時(shí)就會(huì)受到錨桿阻擋，錨桿進(jìn)而把承受的力分散到相連的內(nèi)部堅(jiān)固巖石內(nèi)，從而減弱邊坡內(nèi)部巖石滑動(dòng)趨勢(shì)，增強(qiáng)斷層附近巖土的材料強(qiáng)度，使邊坡更加穩(wěn)定。
F=1.0，A-A剖面錨桿加固后的邊坡塑性應(yīng)變分布圖
A-A剖面錨桿加固后的邊坡大主應(yīng)力等值線圖
5 總結(jié)
采用錨桿加固邊坡是加固邊坡巖土的一種非常有效的處理方式。通過錨桿加固不穩(wěn)定邊坡，并設(shè)計(jì)好鍥入角度，可以充分發(fā)揮錨桿的抗剪作用。本章對(duì)開挖后的邊坡進(jìn)行了錨桿加固處理，并采用有限元折減強(qiáng)度法，對(duì)錨桿加固處理后的模型進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，開挖邊坡的穩(wěn)定性得到很好的改善，并使其滿足安全性要求。
展開 ANSYS強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定性分析及地震荷載分析 ￥30
采用ANSYS有限元強(qiáng)度折減方法對(duì)滑坡穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行求解，通過有限元強(qiáng)度折減方法對(duì)不同工況下滑坡穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并將模擬計(jì)算值與極限平衡方法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了強(qiáng)度折減方法的有效性。
有限元強(qiáng)度折減法是20世紀(jì)70年代末由英國科學(xué)家Zienkiewicz提出的，是通過不斷提高強(qiáng)度折減系數(shù)來降低坡體巖土抗剪強(qiáng)度參數(shù)，并反復(fù)試算，直到達(dá)到極限破壞狀態(tài)，程序自動(dòng)根據(jù)彈塑性有限元計(jì)算結(jié)果得到滑動(dòng)破壞面，同時(shí)得到滑坡的強(qiáng)度儲(chǔ)備安全系數(shù)。該方法在理論體系上比極限平衡法更嚴(yán)格，它全面滿足了靜力許可、應(yīng)變相容以及土體的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
地震荷載加載前需要對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數(shù)，然后再對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載。
第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強(qiáng)度折減
第二步：模態(tài)分析求解
第三步：求解瑞麗阻尼系數(shù)、地震波加載
展開 ANSYS強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定分析實(shí)例
下面來大致描述ANSYS邊坡應(yīng)用實(shí)例
ANSYS邊坡穩(wěn)定性分析一般分以下幾個(gè)步驟：
①創(chuàng)建物理環(huán)境；②建立模型，劃分網(wǎng)格，對(duì)模型的不同區(qū)域賦予特性
③加邊界條件和載荷；④求解；⑤后處理（查看計(jì)算結(jié)果）
巖土高邊坡模型與網(wǎng)格劃分
邊坡圍巖材料參數(shù)
表1 邊坡模型圍巖參數(shù)
類別
彈性模量/GPa
泊松比
容重/
內(nèi)聚力
/MPa
摩擦角
（。）
圍巖1（彈塑性）
10
0.30
2645
0.8
32
進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算時(shí)，采用強(qiáng)度折減法來實(shí)現(xiàn)。首先選取初始折減系數(shù)F，然后對(duì)邊坡土體材料強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行折減，折減后凝聚力以及摩擦角分別式（1）和式（2）。
強(qiáng)度折減系數(shù)F=1.0時(shí)計(jì)算結(jié)果分析
X方向變形云圖
整體位移矢量云圖
強(qiáng)度折減系數(shù)F=2.2時(shí)計(jì)算結(jié)果分析
強(qiáng)度折減系數(shù)F=2.24時(shí)計(jì)算結(jié)果分析
強(qiáng)度折減系數(shù)F=2.28時(shí)計(jì)算結(jié)果分析----求解不收斂，說明此時(shí)邊坡發(fā)生失穩(wěn)。
展開 【ANSYS算例】利用強(qiáng)度折減法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定分析
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(yīng)變?cè)茍D
</pre><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/577386185c604091ba92732822863f60"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/40cb8fc938144c628a8bacffeb41f193"></p><p> 這里對(duì)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(shù)下的不邊坡的狀態(tài)。當(dāng)然如果想看坡頂關(guān)鍵點(diǎn)的位移與折減系數(shù)的關(guān)系曲線，可以在最開始建立一個(gè)數(shù)組，把每個(gè)安全系數(shù)最后荷載子步的關(guān)鍵點(diǎn)位移放在數(shù)組里面，后面直接畫曲線。當(dāng)然其他的判據(jù)需要的數(shù)據(jù)也可以通過這個(gè)操作來完成。這里我就不寫具體的命令流了，難度是不大的。
展開 
ANSYS鋼板樁基坑穩(wěn)定（邊坡穩(wěn)定）后處理命令流 ￥1
利用摩爾庫倫理論和摩爾應(yīng)力圓的公式，計(jì)算土體在受力狀態(tài)下最小剪切破壞面，進(jìn)而計(jì)算出最小安全系數(shù)。土體離散后把每個(gè)點(diǎn)的最小安全系數(shù)連線，就形成了破壞面。
ANSYS結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃法如何做邊坡結(jié)構(gòu)整體可靠度
找到篇ANSYS 蒙特卡洛LHS結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃法分析邊坡可靠度的論文。（見附件）
但對(duì)于文中所述有幾點(diǎn)不解之處，請(qǐng)教各位高手幫忙解答下。這個(gè)方法簡(jiǎn)單來說，先一樣的定義各種隨機(jī)變量，定義一個(gè)失效函數(shù)，然后求出每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度，然后用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法來求整體可靠度。我所遇到的問題是如何求每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度。很多例子都是用get命令來把最大的那個(gè)失效節(jié)點(diǎn)定義為響應(yīng)變量。但在這個(gè)例子中，需要求出每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度，不會(huì)需要我每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都定義為一個(gè)響應(yīng)變量吧？倒是想過用ETABLE命令來處理，但因?yàn)槎x的響應(yīng)變量不能是數(shù)組，就不知道怎么得到可靠度了。還有用ETABLE命令是不是計(jì)算的都是單元的？能不能直接用來計(jì)算節(jié)點(diǎn)，請(qǐng)高手指點(diǎn)。也想過直接輸出ETABLE數(shù)據(jù)，然后手動(dòng)統(tǒng)計(jì)可靠度，但不知道在可靠度計(jì)算時(shí)，怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。。。
其次，是關(guān)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的問題，文中假設(shè) beta=1，然后又算出beta‘，再代入算beta，感覺很奇怪啊，好像迭代不出來吧。有會(huì)的高手請(qǐng)不吝賜教啊！萬分感謝
基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃和隨機(jī)有限元的邊坡可靠性分析.rar
展開 CAD TO ANSYS TO FLAC3D邊坡穩(wěn)定性分析全程揭密
[forum.simwe.com]邊坡穩(wěn)定性3D分析命令流.rar
基于ANSYS的碼頭邊坡強(qiáng)度折減法穩(wěn)定分析算例
1.影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素
(1)邊坡材料力學(xué)特性參數(shù)：
包括彈性模量、泊松比、摩擦角、粘結(jié)力、容重、抗剪強(qiáng)度等參數(shù)。
(2)邊坡的幾何尺寸參數(shù)：
包括邊坡高度、坡面角和邊坡邊界尺寸以及坡面后方坡體的幾何形狀，即坡體的不連續(xù)面與開挖面的坡度及方向之間的幾何關(guān)系，它將確定坡體的各個(gè)部分是否滑動(dòng)或塌落。
(3)邊坡外部荷載：
包括地震力、重力場(chǎng)、滲流場(chǎng)、地質(zhì)構(gòu)造地應(yīng)力等。
2. 強(qiáng)度折減系數(shù)
進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算時(shí)，采用強(qiáng)度折減法來實(shí)現(xiàn)。首先選取初始折減系數(shù)F，然后對(duì)邊坡土體材料強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行折減，折減后凝聚力以及摩擦角分別見式1-1和式1-2。
土層材料參數(shù)
下面開始進(jìn)行建模，通過點(diǎn)-線-面的方式逐步建立模型。
可在AutoCAD中找出關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，然后逐步開始建模，也可以通過在CAD圖紙中創(chuàng)建面域，然后輸出為sat文件，之后導(dǎo)入到ANSYS中。兩種方式皆可。
各區(qū)域材料不同顏色顯示
采用Plane82單元來模擬，將單元選項(xiàng)設(shè)置為平面應(yīng)變Plane strain.
在ANSYS經(jīng)典中創(chuàng)建好的幾何模型
通過設(shè)置劃分網(wǎng)格單元尺寸，對(duì)上述幾何模型進(jìn)行劃分，有限元網(wǎng)格如圖所示。
對(duì)模型施加邊界條件，左右兩側(cè)約束法向位移，底部約束UX UY方向自由度。
（一）僅自重下的部分計(jì)算結(jié)果
靜力通用求解，自重下的位移分布矢量云圖。
UX方向位移云圖
UY方向位移云圖
（二）對(duì)土體參數(shù)進(jìn)行不同程度的折減，以下為折減系數(shù)為1.4時(shí)的部分計(jì)算結(jié)果。
考慮左側(cè)靜水壓力時(shí)的計(jì)算荷載示意圖。
展開 