【ANSYS算例】利用强度折减法对边坡进行稳定分析

Hs小毕 2021年8月13日浏览：2337 评论：4 收藏：6

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好久没有更新算例了，这期更新一个小算例，用强度折减法计算边坡的稳定性，用ANSYS软件计算，ABAQUS的算例我前面写了两篇，感兴趣的可以看看。

边坡的尺寸及参数与之前的ABAQUS的边坡算例相同。模型如下。

接下来讲解一下建模的过程。先定义一下单元的类型。这里采用平面应变单元，PLANE42单元。

!定义单元类型ET,1,PLANE82     !定义边坡围岩单元KEYOPT,1,3,2      !求解类型为平面应变

接下来根据强度安全系数，定义边坡的材料属性。这里我计算出来粘聚力和内摩擦角的大小，直接分别定义了。其实这里更好的办法就是写个定义材料的循环，小伙伴们可以自己写，小编偷懒了。哈哈哈

!边坡围岩1材料属性  MP,EX,1,1E6   MP,PRXY,1,0.35    MP,DENS,1,2.03             !定义塑性模型TB,DP,1                           !定义数据表1TBDATA,1,24.76,36.05    !给数据表输入数据!取强度折减系数F=0.5时边坡围岩材料属性MP,EX,2,1E6   MP,PRXY,2,0.35    MP,DENS,2,2.03         TB,DP,2                             !定义数据表3TBDATA,1,16.507,25.89    !给数据表输入数据!取强度折减系数F=0.75时边坡围岩材料属性MP,EX,3,1E6   MP,PRXY,3,0.35    MP,DENS,3,2.03         TB,DP,3                               !定义数据表4TBDATA,1,12.38,20             !给数据表输入数据!取强度折减系数F=1时边坡围岩材料属性MP,EX,4,1E6   MP,PRXY,4,0.35    MP,DENS,4,2.03                  !定义密度TB,DP,4                                !定义数据表5TBDATA,1,9.904,16.234       !给数据表输入数据!取强度折减系数F=1.25时边坡围岩材料属性MP,EX,5,1E6   MP,PRXY,5,0.35    MP,DENS,5,2.03         TB,DP,5                                 !定义数据表6TBDATA,1,8.2533,13.639!取强度折减系数F=1.5时边坡围岩材料属性MP,EX,6,1E6   MP,PRXY,6,0.35    MP,DENS,6,2.03         TB,DP,6                                 !定义数据表7TBDATA,1,7.074,11.749!取强度折减系数F=1.75时边坡围岩材料属性MP,EX,7,1E6   MP,PRXY,7,0.35    MP,DENS,7,2.03         TB,DP,7                                  !定义数据表8TBDATA,1,6.19,10.314!取强度折减系数F=2时边坡围岩材料属性

接下建立有限元模型，基本的思路如下：

建立关键点

K,1,,,,                                      K,2,-2,K,3,-2,-3,,   K,4,18,-3,,   K,5,18,10K,6,10,10

生成线

l,1,2                                 l,2,3l,3,4l,4,5l,5,6l,6,1

创建边坡面模型

al,1,2,3,4,5,6

切割平面

wprota,,90asbw,all   wprota,,,90asbw,allwpcsys,-1  aglue,all

网格划分

lsel,s,,,5,7,2    lsel,a,,,11                         lesize,all,,,17                         !lsel,s,,,6,8,2                         lesize,all,,,17              lsel,s,,,2,4,2lsel,a,,,9                    lesize,all,,,3lsel,s,,,1,10,9                lesize,all,,,3mat,1                !给边坡围岩1赋予1号材料特性type,1mshkey,0         !设定自由网格划分mshape,0        !设定四边形网格划分amesh,all         !划分

施加约束

!边坡两侧施加X方向约束nsel,s,loc,x,-2           !选择X=-2线上所有节点nsel,a,loc,x,18          !选择X=18线上所有节点d,all,ux                      !对所选择节点约束X方向位移allsel!边坡底部施加约束nsel,s,loc,y,-3            !选择Y=-3线上所有节点d,all,all         !施加重力加速度acel,,9.81alls

求解

/solu!求解设置antype,static                                  !设定为静力求解nsubst,100                                   !设定最大子步数为100pred,on                                      !打开时间步长预测器nropt,full                                     !设定牛顿-拉普森选项nlgeom,on                                    !打开大位移效果lnsrch,on                                     !打开线性搜索outres,all,all                                  !输出所有项cnvtol,u,,0.05,2,1                              !位移收敛准则设定allselsolve                                        !进行求解save,k0_5,db                  !把看k=0.5时求解结果保存!边坡在强度折减系数k=0.5时求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,2/soluallselsolve                                         !进行求解save,k0_75,db                         !把k=0.75时求解结果保存      !边坡在强度折减系数k=0.75时求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,3/soluallselsolve                                          !进行求解save,k1,db                                  !把k=1时求解结果保存  !边坡在强度折减系数k=1时求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,4/soluallselallselsolvesave,F1_25,db                  !把k=1.25时求解结果保存          !边坡在强度折减系数k=1.25时求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,5/soluallselsolvesave,k1_5,db                       !把k=1.5时求解结果保存  !边坡在强度折减系数k=1.5时求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,6/soluallselsolvesave,k1_75,db                      !把k=1.75时求解结果保存      !边坡在强度折减系数k=1.75时求解finish/prep7allselEMODIF,all,mat,7/soluallselsolvesave,k2,db                               !把k=2时求解结果保存  !边坡在强度折减系数k=2时求解finish

后处理

/post1                            ！进入后处理!边坡在强度折减系数k=1时结果分析Resume,'k1_75','db'   !读入边坡在强度折减系数k=1时set,1,last                    !读入后一个子步pldisp,1                    !绘制边坡模型变形图plnsol,u,x                 !绘制边坡模型水平方向位移云图plnsol,eppl,eqv        !绘制边坡模型塑性应变云图

这里对后处理说明一下，可以改变不同的db文件名，来读取不同的文件，从而可以看到在不同的安全系数下的不边坡的状态。当然如果想看坡顶关键点的位移与折减系数的关系曲线，可以在最开始建立一个数组，把每个安全系数最后荷载子步的关键点位移放在数组里面，后面直接画曲线。当然其他的判据需要的数据也可以通过这个操作来完成。这里我就不写具体的命令流了，难度是不大的。