在滑动、平移、转动和岩体的断裂及松散等复杂过程,具有宏观上的不连续性和单个岩块休运动的随机性,可以较真实、动态地模拟边坡在形成和开挖过程中应力、位移和状态的变化,预测边坡的稳定性,因此在岩质高边坡稳定性的研究中得到广泛的应用。
4拉格朗日元法为了克服有限元等方法不能求解大变形问题的缺陷,人们根据有限差分法的原理,提出了FLAC数值分析方法。该方法较有限元法能更好地考虑岩土体的不连续和大变形特性,求解速度较快。缺点是计算边界、单元网格的划分带有很大的随意性。5界面元法界面元法是一种基于累积单元变形于界面的界面应力元法模型,建立适用于分析不连续、非均匀、各向异性和各类非线性问题、场问题,以及能够完全模拟各类锚杆复杂空间布局和开挖扰动的方法。
4143有限元法用于边坡稳定性分析优点
有限元法考虑了介质的变形特征,真实地反应了边坡的受力状态。它可以模拟连续介质,也可以模拟不连续介质;能考虑边坡沿软弱结构面的破坏,也能分析边坡的整体稳定破坏。有限元法可以模拟边坡的圆弧滑动破坏和非圆弧滑动破坏。同时它还能适应各种边界条件和不规则几何形状,具有很广泛的适用性。
有限元法应用于边坡工程,有其独特的优越性。与一般解析方法相比,有限元法有以下优点:
1它考虑了岩体的应力应变关系,求出每一单元的应力与变形,反映了岩体真实工作状态。
2与极限平衡法相比,不需要进行条间力的简化,岩体自始至终处于平衡状态。3不需要像极限平衡法一样事先假定边坡的滑动面,边坡的变形特性、塑性区形成都根据实际应力应变状态“自然”形成。4若岩体的初始应力己知,可以模拟有构造应力边坡的受力状态。5不但能像极限平衡法一样模拟边坡的整体破坏,还能模拟边坡的局部破坏,把边坡的整体破坏和局部破坏纳入统一的体系。6可以模拟边坡的开挖过程,描述和反应岩体中存在的节理裂隙、断层等构造面。鉴于有限元法具有如此多优点,本章借助通用有限元软件ANSYS来实现对边坡稳定性分析,用具体的边坡工程实例详细介绍应用ANSYS软件分析边坡稳定性问题。
f第4章ANSYS边坡工程应用实例分析
42ANSYS边坡稳定性分析步骤
ANSYS边坡稳定性分析一般分以下几个步骤:1、创建物理环境2、建立模型,划分网格,对模型的不同区域赋予特性3、加边界条件和载荷4、求解5、后处理(查看计算结果)
421创建物理环境
在定义边坡稳定性分析问题的物理环境时,进入ANSYS前处理器,建立这个边坡稳定性分析的数学仿真r