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Plain strain

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

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五、结果分析

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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

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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。

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边坡水平方向最大位移为

116.21mm 。

3. F=1.2结果分析

F=1.2时边坡变形图

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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。

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F=1.4时边坡变形图

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边坡水平位移最大为124.189mm

F=1.4时边坡X 方向应力云图

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F=1.4时边坡塑性变形云图

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模型中塑形区发展，坡趾处塑性区进一步扩大。

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F=1.6时边坡变形图

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水平位移下降为105.874，说明边坡开始破坏。

F=1.6时边坡X 方向应力云图

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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。

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F=1.8时边坡变形图

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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。