ansys 三維邊坡的案例
abaqus三維邊坡降水
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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建，對于形狀規則的三維模型，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工具產生非結構化的網格(unstructured Mesh)
Extrusion工具的使用技巧(FLAC3D僅有)
FLAC2D 創建網格Extrusion工具
FLAC3D三維模型的建立---Extrusion工具
然而對于采礦工程邊坡，由于地表形狀不規則以及采礦邊坡特有的幾何特征，不能通過二維模型轉化為三維模型，因此一個更廣泛接受的模型建立方法是輸入外部已經建立的幾何形狀。
geometry import 'surface.dxf'block create brick 500 6500 -500 5500 -1000 3000
Itasca幾何數據交換文件---Geometry Files
建立更真實的數值模型：FLAC3D導入地形圖 (1)
建立更真實的數值模型(2)：FLAC3D與曲面地形的集成
三維模型也可以直接使用表面測量坐標建立，例如在【帶有軟弱夾層(Weak Layer)的三維采礦邊坡穩定性分析(3D Open Pit Analysis)和三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]中，通過輸入地層和邊坡的坐標(xls文件)建立了三維模型。
2 模型建立
一個采礦邊坡由三層材料組成，如下圖所示。第一層是石灰巖，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，這個表面是stl文件，Geometry>Import/Export>Import Geometry...
展開 【PFC6.0】三維真實邊坡落石軌跡追蹤
0 引言
目前離散元的三維應用主要聚焦于單元實驗，因為受限制于顆粒數目和模型尺寸。所以離散元理論上的優勢很難在工程應用中得到體現，這個情況也必將持續五年以上。
本案例以一個比較實際的工況來進行模擬，可以反映離散元在運動學意義上的優勢。
1 邊坡導入
本部分使用了MicrosStation軟件進行了邊坡的生成。首先是找到了一個邊坡的等高線圖。這個是dwg格式的，很多地形數據都會以這種格式保存下來。
參照進來后是這個樣子的：里面有等高線和高程點數據。
Mircostation只能識別自身的元素，所以需要把這些線點合并到主文件中。然后隱藏掉等高線以外的元素。：
之后使用Microstation中網格--從等高線創建網格。
創建好后如圖，將其保存為“dixing.stl”即可。
2 導入地形
導入地形的命令比較簡單，這里用到了geo_tools來進行圖形的一些處理，主要是把圖形移動到原點位置。然后網格劃分比較細的話，可能會導致有一些小面片有問題，用skip-errors跳過即可。
展開 露天礦三維邊坡極限平衡穩定性分析
因此如果邊坡的幾何形狀、破壞機理或者材料強度的空間變異很大，應該進行真三維穩定性分析。
三維邊坡格構錨固加固效果數值模擬評價 ￥59
格構梁+錨桿（錨索）是邊坡加固常用的工程措施，特別是對于坡面較陡，坡高在10~30m的邊坡。格構錨固方案對于巖質邊坡和土質邊坡均適用。在《建筑邊坡工程技術規范》中，沒有專門對該防治方案進行描述。在我們實際邊坡防治方案設計中，往往只考慮錨桿或錨索的錨固力，而忽略了格構梁的計算。格構梁的內力計算較為復雜，特別是在巖土體+錨桿+格構梁整體相互作用下，很多問題只能簡化。
為了較為全面地探究三維格構錨固方案的防治效果，本期采用有限元數值方法，對三維邊坡格構錨固方案的加固效果進行數值模擬評價。方案見圖1和圖2，坡高15m，預應力錨桿垂直間距2.5m，水平間距2.5m，剖面上布置5根錨桿，12m和15m長短相間布置。格構梁截面尺寸為0.3×0.3m，頂梁和底梁不布置錨桿。
圖1 邊坡格構錨固加固方案
圖2 三維格構錨固方案數值建模
圖3 模型網格劃分
首先，在邊坡加固前，進行自重力計算，得到邊坡的位移和塑性應變云圖，如圖4和圖5所示。從塑性應變來看，在自重作用下，該邊坡中、前部出現明顯的塑性破壞，形成明顯的滑動面。
圖4 加固前自重位移
圖5 加固前自重塑性應變
在經過格構錨固方案加固后，自重作用下的邊坡位移和塑性應變云圖如圖6和圖7所示。從加固后的塑性破壞區來看，相較于加固前，塑性區明顯縮小，主要集中在坡腳局部范圍處。該處塑性應變還包括格構梁自重對坡腳土體的作用。從上述對比分析可知，格構錨固加固后，邊坡穩定性有了明顯提高。此處暫沒有進一步利用強度折減法計算加固前后的穩定系數。
圖6 加固后自重位移
圖7 加固后自重塑性應變
展開 『轉貼』三維巖質邊坡模型的建立心得
由于三維邊坡模型比較復雜，所以其模型的建立大都借助其他軟件來實現。仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent
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我這次主要用一個例子（見下圖）來介紹一下在ansys中建立不規則巖質邊坡模型的思路。希望能和各位朋友共同交流，進步。SimWe仿真論壇WoH9Y9R4{ o v M0q6|
對于三維巖質邊坡模型的建立，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,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent,CFD,CAE,CAD,CAM9v"iPb^(S
根據地形地質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結合的建模方法這種模型一般適合于均質體的模型，另外，對于沉積巖層且不考慮風化卸荷的模型也適用。均質體就不多說了，對于沉積巖層，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。（關于曲面切割體我沒有做過，歡迎達人就此問題作出補充）DI?5{C`
2、剖面法
在某些情況下，邊坡上局部區域發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，另外巖體中的風化卸荷面也是一個不規則的曲面，而且一般還包括強卸荷面，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現了。我在這里詳細介紹一下剖面法的思
盡量多多學習吧
展開 分享:邊坡的有限元分析及ANSYS軟件對邊坡開挖的模擬
介紹了一種國際上通用的有限元計算程序—ANSYS,并將ANSYS程序與巖土工程計算相結合時,詳細探討了ANSYS模擬
邊坡開挖的方法,并將這一方法運用到某個水電站的穩定性分析中;分別計算出邊坡的剖面在天然狀態和開挖工況下的應力場和
位移場,作者對計算結果進行了詳細的分析,并對平面問題的邊坡穩定性作出了定性的評價。
關鍵詞:有限元計算;ANSYS軟件;邊坡開挖;成果分析;評價.
FLAC3D 三維邊坡穩定分析<轉自igeo.cn>
Itasca FLAC3D 三維邊坡穩定分析
本片錄制了三維邊坡穩定分析在FLAC3D中的實現，提供了命令流及完整的建模過程及結果查看，供學習參考。
Itasca系列軟件巖土工程專業軟件，包括FLAC、FLAC3D、UDEC、3DEC、PFC2D、和PFC3D。該系列軟件針對巖土體問題開發、但不限于巖土體問題；可以解決大變形、甚至幾何形態破壞問題；可以追蹤記錄破壞過程；多種巖土本構；地質結構面模擬；真時間歷程動力模擬；地下水模擬；內置外接程序語言滿足用戶特定要求。
視頻地址：http://www.cax.cn/Itasca/227.html
展開 各向異性巖體邊坡的三維穩定性(Anisotropic Rock Masses)
(parametric study)，分析了三種不同模型的安全系數：第一個是真三維模型，第二個是從真三維模型切出來的一個二維模型，第三個是拉伸(extrude)這個二維模型形成的偽三維模型。
帶有軟弱夾層(Weak Layer)的三維采礦邊坡穩定性分析(3D Open Pit Analysis)
1 引言
大多數情況下，采礦邊坡的穩定性分析可以按二維平面應變問題處理，這樣作的原因有兩個：一方面由于問題本身確實可以近似簡化為二維模型，另一方面由于技術的限制，三維分析的建模和計算過程比二維分析要復雜得多。隨著開采深度的不斷增加，采礦邊坡越來越變成一個真三維問題，邊坡曲率的影響會越來越大，而且當有不連續面穿過邊坡時，使用二維模型分析的結果其誤差將會變得很大。
隨著計算巖土力學技術的不斷進步，現在三維邊坡穩定性分析正逐漸流行起來，其中最典型的數值分析工具是FLAC3D, 3DEC和RS3，最典型的極限平衡法分析工具是Slide3和PLE3。這個筆記簡要討論了使用極限平衡法進行的三維采礦邊坡穩定性分析。
2 三維模型
有多種方法可以建立三維模型，最常用的方法是輸入DXF文件【使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則】，不過這種建模方法對邊坡形狀作了太多的簡化，而且組裝模型需要非常嫻熟的技巧。實踐中最流行的方法是通過輸入幾何實體(Geometry)或表面(Surface)來建立更真實的三維模型，例如【建立更真實的數值模型(2)：FLAC3D與曲面地形的集成】。
在二維極限平衡分析中，代表巖體不連續面的軟弱夾層(Weak Layer)具有一定厚度，作為一種獨立的材料，如下圖所示。當臨近邊坡面有軟弱夾層時，滑動面會沿著軟弱夾層擴展【復合滑動面(Composite Slip Surface)破壞模式；使用BLOCK算法搜索邊坡的最小滑動面】。在三維極限平衡分析中，僅把不連續面作為一個面，類似于界面元(Interface Element)，給不連續面賦值強度參數但不設置厚度，滑動面的路徑與二維分析相似?；瑒用娴乃阉鞣椒ㄊ菢O限平衡法的核心，當進行三維分析時，不必再區分是圓形滑動面還是非圓形滑動面。
展開 三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]
1 引言
隨著計算技術的發展，三維極限平衡分析越來越受到巖土工程師的歡迎。目前，在工業界有三個備受關注的3D LEM分析軟件：(1) SLIDE3---它是SLIDE2的三維版本，SLIDE3的專長是采礦巖石力學，因此對于分析巖石工程邊坡，特別是采礦工程邊坡SLIDE3是最好的選擇; (2) Fracman---Fracman的專長是離散斷裂網絡，因此如果要分析巖體的隨機斷裂(包括巖橋破壞)和巖石邊坡穩定性, Fracman提供了非常優秀的功能; (3) Plaxis LE(PLE 3D)---PLE 3D是PLE 2D的3D擴展，PLE的專長是非飽和土力學，因此如果要研究土體邊坡的穩定性，PLE 3D是最佳選擇。這個筆記通過一個巖石邊坡的穩定性分析簡要描述了PLE 3D的工作流程，模型包括兩個不同性質的地層和一個軟弱滑動面。
2 分析步驟
盡管三維極限平衡分析與二維極限平衡分析的基本原理相同，但3D分析比2D分析的操作過程要復雜得多。為了進行三維邊坡穩定性分析，使用下面的通用步驟: (1) 產生模型(Create model); (2) 分析設置(Specify analysis settings); (3) 輸入幾何形狀(Enter geometry); (4) 輸入材料屬性(Apply material properties); (5) 設置搜索方法(Specify search method); (6) 分析模型(Analyze model); (7) 查看結果(Results)。
展開 
用ANSYS做邊坡穩定分析
用ANSYS做邊坡穩定分析的方法是：根據有限元程序計算得到的應力場來計算各點的安全系數，然后
利用ANSYS強大的后處理功能繪出安全系數等值線圖，圖中安全系數最小的那條等值線就是最可能的滑裂面，
其安全系數就是邊坡的安全系數。..........
用ANSYS做邊坡穩定分析.pdf
基于ANSYS APDL的邊坡穩定性研究
4 加固分析
采用錨桿技術加固邊坡巖體，使其成為一個復合整體，從而增強開挖邊坡的穩定性，改善和提高邊坡內部脆弱巖層的強度。這項技術可以在不利的自然環境下進行，有效保證人員安全，節省人力物力，方便高效。按照設計需求進行加固，加固后對邊坡進行驗證，發現模型應力和塑性應變都符合要求，不會失穩。
在ANSYS中建立開挖邊坡加固模型，單元選擇為LINK180，LINK180單元是有著廣泛工程應用的桿單元，它可以用來模擬桁架、纜索、連桿、彈簧等等；是桿軸方向的拉壓單元，每個節點具有三個自由度：沿節點坐標系X、Y、Z方向的平動；就像鉸接結構一樣，本單元不承受彎矩。輸入材料參數后，劃分網格。
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，塑性區擴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。錨桿與塑性區成一定的角度，這樣當巖土滑動時就會受到錨桿阻擋，錨桿進而把承受的力分散到相連的內部堅固巖石內，從而減弱邊坡內部巖石滑動趨勢，增強斷層附近巖土的材料強度，使邊坡更加穩定。
F=1.0，A-A剖面錨桿加固后的邊坡塑性應變分布圖
A-A剖面錨桿加固后的邊坡大主應力等值線圖
5 總結
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。通過錨桿加固不穩定邊坡，并設計好鍥入角度，可以充分發揮錨桿的抗剪作用。本章對開挖后的邊坡進行了錨桿加固處理，并采用有限元折減強度法，對錨桿加固處理后的模型進行邊坡穩定性分析，開挖邊坡的穩定性得到很好的改善，并使其滿足安全性要求。
展開 ANSYS強度折減法邊坡穩定性分析及地震荷載分析 ￥30
采用ANSYS有限元強度折減方法對滑坡穩定系數進行求解，通過有限元強度折減方法對不同工況下滑坡穩定系數進行計算，并將模擬計算值與極限平衡方法進行對比，驗證了強度折減方法的有效性。
有限元強度折減法是20世紀70年代末由英國科學家Zienkiewicz提出的，是通過不斷提高強度折減系數來降低坡體巖土抗剪強度參數，并反復試算，直到達到極限破壞狀態，程序自動根據彈塑性有限元計算結果得到滑動破壞面，同時得到滑坡的強度儲備安全系數。該方法在理論體系上比極限平衡法更嚴格，它全面滿足了靜力許可、應變相容以及土體的非線性應力-應變關系。
地震荷載加載前需要對模型進行模態分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數，然后再對模型進行動態加載。
第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強度折減
第二步：模態分析求解
第三步：求解瑞麗阻尼系數、地震波加載
展開 ANSYS強度折減法邊坡穩定分析實例
下面來大致描述ANSYS邊坡應用實例
ANSYS邊坡穩定性分析一般分以下幾個步驟：
①創建物理環境；②建立模型，劃分網格，對模型的不同區域賦予特性
③加邊界條件和載荷；④求解；⑤后處理（查看計算結果）
巖土高邊坡模型與網格劃分
邊坡圍巖材料參數
表1 邊坡模型圍巖參數
類別
彈性模量/GPa
泊松比
容重/
內聚力
/MPa
摩擦角
（。）
圍巖1（彈塑性）
10
0.30
2645
0.8
32
進行邊坡穩定性分析計算時，采用強度折減法來實現。首先選取初始折減系數F，然后對邊坡土體材料強度系數進行折減，折減后凝聚力以及摩擦角分別式（1）和式（2）。
強度折減系數F=1.0時計算結果分析
X方向變形云圖
整體位移矢量云圖
強度折減系數F=2.2時計算結果分析
強度折減系數F=2.24時計算結果分析
強度折減系數F=2.28時計算結果分析----求解不收斂，說明此時邊坡發生失穩。
展開 