性分析计算时,采用强度折减法来实现。首先选取初始折减系数F,然后对边坡土体材料强度系数进行折减,折减后凝聚力以及摩擦角分别见式41和式42。
f第4章ANSYS边坡工程应用实例分析
C‘C
41
F
ta
‘ta
42
F
C和为边坡土体的初始凝聚力和摩擦角。
对C和进行折减,输入边坡模型计算,若收敛,则此时边坡是稳定的;继续增大
折减系数F,直到程序恰好不收敛,此时的折减系数即为稳定或安全系数。
422建立模型和划分网格
创建好物理环境,就可以建立模型。在进行边坡稳定性分析时,需要建立模拟边坡土体的PLANE82单元。在建立好的模型各个区域内指定特性(单元类型、选项、实常数和材料性质等)以后,就可以划分有限元网格了。
通过GUI为模型中的各区赋予特性:1、选择Mai
Me
uPreprocessorMeshi
gMeshAttributesPickedAreas2、点击模型中要选定的区域。3、在对话框中为所选定的区域说明材料号、实常数号、单元类型号和单元坐标系号。4、重复以上三个步骤,直至处理完所有区域。通过命令为模型中的各区赋予特性:ASEL(选择模型区域)MAT(说明材料号)REAL(说明实常数组号)TYPE(指定单元类型号)ESYS(说明单元坐标系号)
423施加约束和荷载
在施加边界条件和荷载时,既可以给实体模型(关键点、线、面)也可以给有限元模型(节点和单元)施加边界条件和荷载。在求解时,ANSYS程序会自动将加到实体模型上的边界条件和载荷转递到有限元模型上。
边坡稳定性分析中,主要是给边坡两侧和底部施加自由度约束。命令:D施加荷载包括自重荷载以及边坡开挖荷载。
fANSYS100土木工程应用实例分析
424求解
接着就可以进行求解,ANSYS程序根据现有选项的设置,从数据库获取模型和载荷信息并进行计算求解,将结果数据写入到结果文件和数据库中。命令:SOLVEGUI:Mai
Me
uSolutio
SolveCurre
tLS
425后处理
后处理的目的是以图和表的形式描述计算结果。对于边坡稳定性分析中,进入后处理器后,查看边坡变形图和节点的位移、应力和应变。随着强度折减系数的增大,边坡的水平位移增大,塑性应变急剧发展,塑性区发展形成一个贯通区域时,计算不收敛,认为边坡发生了破坏。通过研究位移、应变和塑性区域,来综合判断边坡的稳定性。
命令:/POST1GUI:Mai
Me
uGe
eralPostproc
426补充说明
边坡的失稳破坏定义有很多种,对于采用弹塑性计算模型的边坡,需要综合考虑以下因素(1)把有限元计算的收敛与否作为一个重要的衡量指标,边坡处于稳定状态,计算收敛,边坡破坏时,边坡r