ansys邊坡開(kāi)挖
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys邊坡開(kāi)挖的視頻教程
ABAQUS地應(yīng)力平衡+三維邊坡開(kāi)挖+強(qiáng)度折減求安全穩(wěn)定系數(shù)
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【09】基于ANSYS的隧道開(kāi)挖模擬
之前一直有小伙伴問(wèn)關(guān)于這個(gè)隧洞開(kāi)挖，所以錄制了這個(gè)課程，方便一些小伙伴去學(xué)習(xí)這個(gè)隧洞開(kāi)挖，特別是學(xué)習(xí)如何模擬這個(gè)開(kāi)挖過(guò)程。這里我采用了生死單元的方法。我在建模過(guò)程中的重難點(diǎn)做了講解，以及后處理，結(jié)果的分析等等。 這個(gè)課程分四小節(jié)，第一節(jié)主要講的是前言的部分，第二節(jié)主要講建模的知識(shí)，第三節(jié)主要講的是隧洞開(kāi)挖的過(guò)程，第四節(jié)講的主要是后處理。
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ansys邊坡開(kāi)挖的實(shí)例教程
介紹了一種國(guó)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(kāi)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(kāi)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(wèn)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(kāi)挖;成果分析;評(píng)價(jià).
邊坡位移圖：
力鏈變化圖：
這里其實(shí)有點(diǎn)問(wèn)題，我預(yù)壓設(shè)置的太大了，一般模擬土的話(huà)預(yù)壓12.5e3就可以了。
我這里按之前巖石給的預(yù)壓。
所以開(kāi)挖之后會(huì)發(fā)生橫向的膨脹以及豎向失去橫向約束后的沉降。
將預(yù)壓減小后應(yīng)該就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象。
不過(guò)整個(gè)變形規(guī)律和現(xiàn)實(shí)是類(lèi)似的。
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(kāi)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(kāi)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(lái)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(kāi)挖邊坡小很多，并且沒(méi)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(guò)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(kāi)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(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性得到很好的改善，并使其滿(mǎn)足安全性要求。
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larc,6,7,1,7.16
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lesize
展開(kāi) 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(lái)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
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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(guò)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(guó)科學(xué)家Zienkiewicz提出的，是通過(guò)不斷提高強(qiáng)度折減系數(shù)來(lái)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，
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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(kāi)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
邊坡指地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，是坡面、坡頂及其下部一定深度坡體的總稱(chēng)。坡面與坡頂面下部至坡腳高程的巖體稱(chēng)為坡體。
傾斜的地面稱(chēng)為斜坡，鐵路、公路建筑施工中，所形成的路堤斜坡稱(chēng)為路堤邊坡；開(kāi)挖路塹所形成的斜坡稱(chēng)為路塹邊坡；水利、市政或露天煤礦等工程開(kāi)挖施工所形成的斜坡也稱(chēng)為邊坡；這些對(duì)應(yīng)工程就稱(chēng)為邊坡工程。
對(duì)邊坡工程進(jìn)行地質(zhì)分類(lèi)時(shí)，考慮了下述各點(diǎn)
三維和二維基本上步驟都是一樣的，這里就不細(xì)講了，不太明白的可以看我之前的二維算例。
直接給出計(jì)算結(jié)果。
邊坡位移圖：
力鏈變化圖：
這里其實(shí)有點(diǎn)問(wèn)題，我預(yù)壓設(shè)置的太大了，一般模擬土的話(huà)預(yù)壓12.5e3就可以了。
我這里按之前巖石給的預(yù)壓。
所以開(kāi)挖之后會(huì)發(fā)生橫向的膨脹以及豎向失去橫向約束后的沉降。
將預(yù)壓減小后應(yīng)該就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象
利用摩爾庫(kù)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。
在ANSYS中建立開(kāi)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(lái)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。
最近看到不少朋友在問(wèn)這個(gè)方面的問(wèn)題，我現(xiàn)在把我過(guò)去幾個(gè)月做的工程實(shí)例貢獻(xiàn)出來(lái)，與大家共享。
（1）從CAD圖獲取等高線點(diǎn)的數(shù)據(jù)
這個(gè)過(guò)程我是采用捕捉點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)的方式，不過(guò)是用軟件實(shí)現(xiàn)的，否則手工操作十分費(fèi)事。這樣的軟件在論壇上的ANSYS版塊已經(jīng)有了。有時(shí)候，CAD圖也并非全有三維信息，不過(guò)只要知道二維信息，輔之以高程，就可以了，這個(gè)工作量不大。將得到的點(diǎn)的坐標(biāo)導(dǎo)入到EXCEL中進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為下面的格式
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(lái)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
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(jiàn)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(lái)說(shuō)，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(lái)求整體可靠度。我所遇到的問(wèn)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(lái)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
