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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(chēng)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(lái)實(shí)現(xiàn)的【Dawson, E. M., W. H. Roth and A. Drescher.

將切點(diǎn)坐標(biāo)代入 Eq.(1)，可以得到 Mohr-Coulomb 破壞強(qiáng)度條件： 為了研究大壩的穩(wěn)定性臨界點(diǎn)，本案例參考Griffiths 的論文采取強(qiáng)度折減法[1]，將大壩材料抗剪強(qiáng)度除以安全系數(shù) Fs，折減為： Eq. (3) 中，τ’, c’, Φ’ 分別是折減后的抗剪強(qiáng)度、粘聚力和內(nèi)摩擦角。

閔博士對(duì)仿真組件中數(shù)據(jù)同化模型、非飽和-非穩(wěn)定滲流仿真模型、有限元強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定分析模型、基于網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)的剛體極限平衡法邊坡穩(wěn)定分析模型和大壩抗震動(dòng)力學(xué)分析模型也進(jìn)行了詳細(xì)闡述。參會(huì)嘉賓對(duì)閔博士的報(bào)告內(nèi)容表現(xiàn)出強(qiáng)烈興趣，并在會(huì)后與遠(yuǎn)算進(jìn)行了深入探討。

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。

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(wú)法和強(qiáng)度配套，不能承受的應(yīng)力轉(zhuǎn)到周?chē)馏w中去，從而出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)面。本算例通過(guò)三維均質(zhì)土坡穩(wěn)定性分析來(lái)說(shuō)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(shuō)明來(lái)意或通過(guò)附件下載。

首先，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行三維攝影測(cè)量和激光掃描，生成點(diǎn)云和相應(yīng)的彩色三維網(wǎng)格，得出不連續(xù)的方向；其次，使用DIPS進(jìn)行了赤平極射投影和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；最后，使用三維網(wǎng)格得出的斷裂數(shù)據(jù)，在FracMan中生成DFN。

邊坡在強(qiáng)度折減系數(shù)k=1時(shí)結(jié)果分析Resume,'k1_75','db'   !

梁巖等[2]基于三維有限元系統(tǒng)的研究了深槽地基土加固方法對(duì)防滲墻的影響。結(jié)果表明，加固砂卵石層地基可顯著降低防滲墻的變形、內(nèi)力及應(yīng)力，顯著提高防滲墻的安全性。侯毅等[3]基于三維有限元研究了花坪河面板堆石壩應(yīng)力變形影響因素。結(jié)果表明，大壩主要受壓應(yīng)力作用，且最大壓應(yīng)力明顯小于混凝土的極限抗壓強(qiáng)度。此外，面板中部主要為受壓狀態(tài)，而在兩岸岸坡為受拉狀態(tài)，面板發(fā)生張拉變形的垂直縫主要集中在兩岸。

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(guò)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(guò)大無(wú)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)。

三、應(yīng)力分析強(qiáng)度和穩(wěn)定性是表示建筑物安全的兩個(gè)重要方面。強(qiáng)度問(wèn)題的研究，通常包括對(duì)內(nèi)力、應(yīng)力、變形、位移和裂縫的研究。當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)材料的強(qiáng)度，變形和位移不超過(guò)建筑物正常工作狀態(tài)的允許值，以及在混凝土內(nèi)不出現(xiàn)裂縫或限制裂縫在允許范圍以?xún)?nèi)時(shí)，就認(rèn)為建筑物處于正常運(yùn)行狀態(tài)。因此，應(yīng)力分析是校核強(qiáng)度和穩(wěn)定的前提。重力壩應(yīng)力分析的方法可歸納為理論計(jì)算和模型試驗(yàn)兩大類(lèi)。

也就是說(shuō)存在兩個(gè)折減，一是隨時(shí)間變化的折減，二是失效后的折減。把這個(gè)思路嵌入到UMAT中即可。2 模型接頭模型如下，圓孔處的連接件設(shè)置為剛體，結(jié)構(gòu)受單向拉伸載荷。 3 結(jié)果 我們定義一個(gè)自變量表征所有失效類(lèi)型，失效單元標(biāo)記為紅色。

計(jì)算原理是廣為使用的強(qiáng)度折減法。

在美國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范ASCE 7-16中，使用強(qiáng)度折減系數(shù)R對(duì)使用線彈性偽加速度譜計(jì)算得到彈性地震力Fe折減獲得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基底剪力Fy。

ABAQUS有限元軟件默認(rèn)的折減次數(shù)為5次，即當(dāng)折減次數(shù)超過(guò)5次時(shí)，程序就會(huì)因?yàn)椴皇諗慷鴮?dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤，可以通過(guò)設(shè)置，提高折減次數(shù)強(qiáng)制使計(jì)算收斂。</p><p>來(lái)源：Hibbett，&nbsp;Karlsson，&nbsp;Sorensen，&nbsp;et al. ABAQUS/standard: User's Manual[M，.

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)。 付費(fèi)后即可獲取模型及教程下載鏈接。