ANSYS课程作业边坡稳定性分析.docx
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ANSYS课程作业边坡稳定性分析
边坡稳定性分析
、问题描述
边坡围岩分别选择3种材料,用强度折减法判断稳定性及安全系数。
、建模
三、材料参数
单元类型:
PLANE82
受力状态:
平面应变Plainstrain
边坡模型围岩参数
类别
性质
E
V
P
c
0
围岩I
弹性材料
3.1心010
0.24
2700
围岩n
弹塑性材料
3.OX1O10
0.25
2500
0.9"06
42
围岩川
弹塑性材料
2.7X1O10
0.25
2400
6
0.7X10
35
折减模量
n
出
F
c
0
F
c
0
1.0
9.00E+05
42.00
1.0
7.00E+05
35.00
1.2
7.50E+05
35.00
1.2
5.83E+05
29.17
1.4
6.43E+05
30.00
1.4
5.00E+05
25.00
1.6
5.63E+05
26.25
1.6
4.38E+05
21.88
1.8
5.00E+05
23.33
1.8
3.89E+05
19.44
2.0
4.50E+05
21.00
2.0
3.50E+05
17.50
2.2
4.09E+05
19.09
2.2
3.18E+05
15.91
2.4
3.75E+05
17.50
2.4
2.92E+05
14.58
2.6
3.46E+05
16.15
2.6
2.69E+05
13.46
2.8
3.21E+05
15.00
2.8
2.50E+05
12.50
3.0
3.00E+05
14.00
3.0
2.33E+05
11.67
四、载荷
1.位移条件
两侧边约束X方向位移,底边约束X、Y方向位移。
2.受力条件
重力10g/cm2
1
NODES
U
五、结果分析
Trie=・附丁225
1•收敛结果
F=1.8时不收敛
伴随强度折减系数的增加,边坡的塑性应变增大,塑性区也随之扩大,当塑性区发展成一个贯通区域,边坡就不稳定,此时求解也不收敛。
与此同时,边坡水平位移也变大。
因此,主要通过观察后处理中边坡变形图、应力图、塑形区来判断稳定性与否。
2.F=1.0结果分析
F=1.0时边坡变形图
311^1
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W—.0S3TM
MH
-.C5S*44-.SLSil
■“”戸呂0^36C"?
0315^3.eCSTgfl
ANSYS
R15.0
JUK冲
12:
aa:
Z4
F=1.0时边坡X方向位移云图
F=1.0时边坡X方向应力云图
ANSYS
R15.0
T.[?
SE-L
EPFLEjJV悵V⑹
Mt
SME--34&E-34
JOE品p冨耶4312:
DO15Q
M强“阴.1&91-0<.2A0K-Q4.HCS«-CI
3»K-«&.ll&E-CH.I^lE-04.EECB-O^.J:
4fiE-CH
F=1.0时边坡塑性变形云图
此时边坡坡趾处有微小塑性应变,塑性区范围较小。
3.F=1.2结果分析
-.aiaifii-.osasi«r'.aitSi4fl:
'_fi9-s27H
-■frilJ*1!
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边坡水平方向最大位移为116.21mm。
WDKL50L7TTM
5T41I砸-4TIW-I5X«¥3=amx.IMh
ANSYS
Rl5,0
=1-46577
=mw
F=1.2时边坡X方向应力云图
F=1.2时边坡塑性变形云图
边坡塑性区进一步扩大,在边坡右侧边界出现塑性区。
4.F=1.4
FTT1P-I
5UBM
ESTSeE
□MX-1.62512Mf・r灯站H
34X-.1241^4
F=1.4时边坡变形图
ANSYS
R15.0
JCT292015
=-„»0237rna^5S7T\£197044
边坡水平位移最大为124.189mm
W04
F=1.4时边坡X方向应力云图
ANSYS
R15.0
OT彗SC15
12:
D5:
33
0.3G^fc-o4-£e7K-fla.jeaS-ai
r3,^4S-Q^,34^-04
F=1.4时边坡塑性变形云图
模型中塑形区发展,坡趾处塑性区进一步扩大。
5.F=1.6
F=1.6时边坡变形图
WD-lJGLHIOT
5TEFMSUB
]诚二tEl
Jt5i!
5=0
R15.0
HX-1.TS<13
愛UM^a14494S
胡X-.105^74
HX
JUF292315
UiHsll
-_nwvta
水平位移下降为105.874,说明边坡开始破坏。
mGALaoLinicffi
-„jLvu.*39"■.isai-'-ss--Idse^i
-詡如-.+5rlE*5T
F=1.6时边坡X方向应力云图
阻讯畑TTTTM
3TEF»Z
3T5-f
丁乂>1
EPPLEOV阿)
血■-=-.D0112>
JTX252C15
12:
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.boii-dj.^&at・n,acuddj
为.骄五曰靈a^7E-es.右gto^
F=1.6时边坡塑性变形图
坡趾处明显塑性变形进一步向坡顶扩大。
6.F=1.8
DIJriR^KN:
EH
II«=i
mii.ex.o3
ANSYS
+H15.0
252D15匕口lUDk业
F=1.8时边坡变形图
-.12^34-.OaSi]^W星
-.l^LFSl-.lZt4QZ-.GG1&13.DQUTS.G€B£C^
AN5YS
R15.0
12;WxO5
水平位移急剧下降为68.264mm,说明边坡已破坏。
F=1.8时边坡X方向应力云图
F=1.8时边坡塑性变形图
塑形区贯穿到坡顶,破坏。
7•总结
1)从边坡模型变形图分析,随着强度折减系数的增加,边坡变形加大,当F=1.8时,解
不收敛,此时边坡破坏面近似圆弧形,说明此时边坡已经不安全。
2)从边坡水平方向位移云图分析,随着强度折减系数的增加,水平位移波动很大,刚开始水平位移慢慢增大,当F=1.6之后,边坡模型的水平位移减小。
3)从塑性应变云图分析,塑性应变逐渐增大,坡趾处应变最大。
边坡安全系数可以取1.6。
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- ANSYS 课程 作业 稳定性 分析
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