边坡稳定分析软件ZSlope的开发

边坡稳定性分析及CAD图形处理技术

文章编号:1000-2243(2003)04-0466-04边坡稳定性分析及CAD 图形处理技术许文达,程心恕(福州大学土木建筑工程学院,福建福州　350002)摘要:采用简化BISH OP 法编制FORTRAN 程序进行边坡圆弧滑动时的整体稳定性计算,并用C AD 接口软件将最危险滑动面的圆心和半径的搜索过程以及有关的计算结果进行C AD 图形处理,增强了计算和分析的直观性.大量的实例计算表明,该程序及相关的图形处理使用方便、直观、结果精确可靠.关键词:边坡;稳定;安全系数;AutoC AD ;等值线图中图分类号:T U441.35;TP391.72文献标识码:AStability analysis of slope and CAD graphic processing techniqueX U Wen -da ,CHE NG X in -shu(C ollege of Civil Engineering and Architectures ,Fuzhou University ,Fuzhou ,Fujian 350002,China )Abstract :A FORTRAN program is com posed to analyze the stability of the slope base by use of the BISH OP ’s sim plified method of slice.The calculation result and the process which the m ost dangerous sliding surface is studied are showed on drawing by means of AutoC AD.The result shows that the pro 2gram and the graphic processing are reliable and practical in slope designing.K eyw ords :slope ;stability ;safety factor ;AutoC AD ;contour map目前,对边坡稳定性分析广泛使用的方法是极限平衡方法和数值分析方法.对于极限平衡方法,有瑞典条分法,Janbu 法、Sarma 法、BISH OP 法、楔形体滑动法、对数螺旋线法、S pencer 法、余推力法和优化法等.各种条分法的对比说明,在参数相同的情况下,采用不同的计算假设,相互之间结果差别不大,误差主要来源于参数的取值[1,2].对于数值分析方法,主要有有限元、边界元、离散元等.本文将采用简化BISH OP 法计算边坡安全系数,由于其计算不很复杂,精度较高,所以是目前工程中很常用的一种方法.其计算公式为:F s =∑n i =11m αi c i b i +w i (1+23K H C Z )-u i b i tg φi ・∑ni =1w i (1+23K H C Z )sin αi +∑ni =1K H C Z )w i l i ΠR -1(1)式中:m αi =cos αi +tg φi sin αi ,w i 为土条自重(kN ),b i 为土条宽度(m ),αi 为土条底边倾角,c i 为土的有效凝聚力(kPa ),φi 为土的有效内摩擦角,R 为滑动圆弧半径(m ),u i 为作用于土条底边上的孔隙水压力(kPa ),l i 为土条重心至滑动圆心垂直距离(m ),K H 为水平地震加速度,C Z 为综合影响系数.1　BISH OP 法稳定分析程序编制边坡整体稳定性的计算是很繁琐的,若用手工计算,不仅工作量大而且很容易出错,为此本文采用目前工程中很常用的简化毕肖甫法,根据前述简化毕肖甫法的基本原理用FORTRAN 语言编制了相应的计算程序,计算边坡整体稳定的最小安全系数.但上述原理都是计算某个位置已确定的滑动面的稳定安全系数,而滑动面有无穷多个,每一个滑动面有其相应的稳定安全系数,真正代表边坡稳定程度的收稿日期:2003-01-06作者简介:许文达(1973-),男,硕士,讲师.第31卷第4期福州大学学报(自然科学版)V ol.31N o.42003年8月Journal of Fuzhou University (Natural Science )Aug.2003安全系数则是各个滑动面安全系数中的最小者,其对应的滑动面才是最危险滑动面.确定最危险滑动面的位置,即滑动圆弧的圆心和半径是边坡稳定分析的主要内容,需通过多次试算才能完成.1.1　对给定滑弧圆心寻找最危险的滑弧半径在给定滑弧圆心的情况下,只要确定滑弧半径则滑动面就唯一确定,对不同的滑弧半径,其滑动面的安全系数是不同的,故须首先确定安全系数最小的滑弧半径,根据费伦纽斯(W.Fellenius )提出的经验方法,对于均匀粘性土边坡,最危险滑动面一般通过坡脚,由此可取滑弧圆心到坡脚的距离为滑弧半径的初始值R 0,并以此初始值进行搜寻,计算不同的半径R =R 0+i ・ΔR (ΔR 为半径的搜索步长;i =0,±2,……,±n )时的安全系数,选取其最小值作为该给定滑弧圆心的最危险滑动面的安全系数.对于非均质的、边界条件较为复杂的或有挡土墙的边坡,最危险滑动面的滑弧半径初值R 0可根据具体情况选取.1.2　计算不同滑弧圆心的最危险滑弧由上述计算可知,对每一滑弧圆心都有一相应的最危险滑动面及最小安全系数,故须在一定范围内计算一系列滑弧圆心的最小安全系数,并选取其中最小的作为边坡整体稳定的安全系数.计算时可在最危险滑动面圆心可能出现的位置确定一四边形区域[3],并将其划分为一定边长四边形网格,计算每一网格点上的最小安全系数,最后选取所有网格点上的最小值作为边坡整体稳定的最小安全系数,其相应的滑动面即为边坡的最危险滑动面.如果对边坡最危险滑动面圆心的位置不能进行较准确的估计时,可首先在较大的范围内进行搜索,确定出圆心的大致位置,然后再在较小的范围内更精确的搜索其圆心的位置.1.3　程序框图上述计算程序用FORTRAN 语言编制而成,本文只给出简略的框图[3],见图1.图1　边坡稳定性计算程序框图Fig.1　Flow chart of computation program of slope stability・764・第4期许文达,等:边坡稳定性分析及C AD 图形处理技术2　边坡稳定的计算机辅助设计利用计算机程序确定边坡的最危险滑动面时,需要进行大量的搜索和计算,为了更直观地反映最危险滑动面及相应滑弧圆心和半径的搜索原理和过程,以及不同的滑动面的安全系数的变化规律,可借助计算机程序和有关的数据、图形处理软件来进行边坡整体稳定的计算和设计.2.1　利用PD 程序绘制最小安全系数的等值线图搜索最危险滑弧圆心时,是在某一区域划分一四边形网格并计算每一网格点上的最小安全系数,为了分析最小安全系数随圆心的变化规律,可认为该最小安全系数是圆心坐标的函数,将FORTRAN 程序的计算结果通过数据文件与自编程序PD 软件接口,并利用PD 绘制其等值线图,这样便可直观地反映其变化规律,并为边坡的最危险滑弧圆心的进一步搜索提供依据和帮助,也可直接在等值线图上确定最危险滑弧圆心.2.2　利用图形处理软件AutoCAD 绘制边坡最危险滑动面在用FORTRAN 程序进行边坡整体稳定性计算时,还可利用DXF 数据文件与AutoC AD 接口,当边坡的整体稳定计算完成后,通过上述数据文件将有关边坡整体稳定性计算的信息传递到AutoC AD ,将边坡的最危险滑动面、滑弧圆心、滑弧半径及边坡的形状绘制成图形,并可绘出滑弧圆心的搜索网格等,以便于进行边坡整体稳定性的直观分析、设计方案的制定和修改以及资料的保存等.3　工程实例分析尤溪县尤口线路公路自尤溪至尤溪口,连接316国道,全长约40km ,公路依山伴水,沟谷较多,雍口电站水库正常蓄水位87m ,公路高程约91.8m ,公路地基以挖填为主,公路外边坡为人工素填土.自尤溪雍口水电站蓄水发电以来,雍口拦河坝上游6km 范围内有四处发生较严重的外坡塌滑.其中Ⅳ号塌滑区(K 24+880～K 25+000)路面已破坏3m ,影响到道路的正常行车.本文取图2典型填土断面(K 24+890)为计算剖面进行整体稳定性分析.图2　外边坡断面示意图Fig.2　Sketch map of slope section根据经验初步估计出滑弧圆心的大致位置,然后以此为中心确定一个4m ×4m 的四边形网格进行较大范围的圆心搜索(搜索区域见图4),通过FORTRAN 程序计算每个网格点上的最小安全系数并取最小值,所对应的圆心即是最危险滑弧的圆心,相应的安全系数即为边坡的最小安全系数.计算结果为:边坡最危险滑动面的圆心坐标为(37.75,108.72),半径R =33.876m ,安全系数F s =1.175,并利用AutoC AD 打开程序生成的滑动面及搜索网格图(如图3所示).如果要进行更精确的计算,则以上确定的圆心为中心划分更细密的网格进行较小范围的搜索,可得结果为:圆心坐标为(37.05,107.63),半径R =33.13m ,安全系数F s =1.184,与前面计算结果很接近.四边形网格区域内最小安全系数随圆心位置・864・福州大学学报(自然科学版)第31卷变化的等值线图如图4所示.图3　算例边坡稳定性计算结果图Fig.3　C omputation result sheet of slopestability图4　算例边坡安全系数等值线图Fig.4　C ontour map of slope safety factor4　结语用边坡整体稳定性计算程序对不同类型的边坡、土石坝进行计算,结果表明该程序计算方法合理,程序使用方便,计算结果精确可靠,再辅以计算机图形处理,使边坡整体稳定性的计算、分析和设计更为方便和直观.参考文献:[1]　华东水利学院土力学教研室.土工原理与计算[M].北京:水利出版社,1980.[2]　陈仲颐.土力学[M].北京:清华大学出版社,1994.[3]　Y ANG H UANG H.土坡稳定分析[M].包承纲译.北京:清华大学出版社,1988.・964・第4期许文达,等:边坡稳定性分析及C AD 图形处理技术。

rocscience

rocscienceSlide 是一个适用于土质边坡和岩质边坡稳定性的分析软件。

它具备一系列全面广泛的分析特性，包括支撑设计，完整的地下水（渗流）有限元分析及随机稳定性分析。

软件采用Windows 交互界面，支持CAD底图建模，不论问题简单或复杂，用户都可轻松、直观地进行分析。

Slide 2018是2018年初更新的一款在条分法的基础上根据极限平衡进行边坡的稳定性分析，适用于各种类型的土质和岩质边坡、堤防、土石坝和挡土墙。

同时Slide2018支持有限元地下水渗流分析、概率分析、多场景建模以及支护结构的模拟。

Slide提供不少于17种土和岩石的强度模型，包括摩尔库伦、各向异性模型和广义霍克布朗模型等。

边坡加固的支护类型包括：锚杆、端结型锚杆、土钉、桩和土工布。

Slide还具备反分析功能，帮助用户确定要达到预期的安全系数所需支护力大小。

在Slide软件，用户可以定义一个或几个圆心半径搜索区域，软件会自动搜索这些区域并计算出所有有效滑移面的安全系数并给出最小安全系数及滑移面。

用户可以手动定义搜索的圆心半径搜索区域，也可以让软件自动获得圆心和半径搜索区域，用户只需花极少的时间和设定就能得到可靠的计算结果。

Slide软件可以根据用户的定义，搜索出圆弧、非圆弧以及复合滑移面，同时软件还支持最新的智能搜索方法，用户只需要定义几个参数，软件就可以搜索出危险滑移面，大大简化了用户的工作量。

Slide具有强大的概率分析功能——几乎所有输入的参数都可以指定为统计分布，包括材料的参数、支护的参数、荷载和水位线位置都可指定为某种统计分析，从而计算边坡的失效概率或可靠性指数，为边坡风险设计提供客观依据。

参数敏感性分析帮助用户了解边坡安全系数对于哪一个参数的变化最为敏感。

Slide 2018更新内容1.改进的方案管理器可以轻松快速地在单个Slide文件中建立大型复杂的模型；2.采用新的滑面优化方法，处理非圆弧滑面搜索的效率提高10-15倍；3.在概率分析中加入空间可变性，以充分考虑土体内部的可变性；4.为三维边坡稳定性分析软件Slide3开发的新型各向异性材料本构模型；5.Newmark地震分析可以同时考虑刚性、耦合和非耦合方法；6.B-bar法计算水位快速骤降现适用于所有有效的材料模型；7.建模和后处理中，水压力网格和离散强度函数的处理速度和精度大幅提升8.在分层堆载路基强度计算中可采用SHANSEP模型9.在快速水位下降以及阶段地震分析中添加了Vandenberge 和Wright (2016) 插值方法10.滑面深度过滤器可以在路径搜索运行；11.读取DXF文件时如有错误会提示相应的错误信息；12.在软件中添加弧和圆选项以绘制多段线；13.液化分析，后处理中可以滑面上画出垂直应力和垂直有效应力14.修改了信息查看器中的Hoek-Brown参数显示；15.在信息查看器中添加了不排水强度插值方法16.软件中添加了图形查询对话框的滚动条；17.更新土壤剖面的工具提示；18.支持高分辨率显卡；7.0版本新增功能：Ø Sarma 非垂直条分法分析；Ø 直接运用钻孔数据辅助模型建立；Ø 一个文件夹里可建立多个模型；Ø 可进行桩的运动分析，并能够直接耦合RSPile文件；Sarma 非垂直条分法边坡安全系数分析及结果输出土坝迅速降水分析复合土工材料加固多层挡土墙分析水坝中瞬态地下水流分析围堰中的地下水流分析Slide 软件的特点：•圆弧、非圆弧及复合滑移面等多种滑移面的自动搜索；•Bishop, Spencer, GLE ⁄ Morgenstern-Price 等多种的极限平衡分析方法；•Sarma竖直、斜条分法，满足水平、竖直方向静力平衡与力矩平衡，适用于所有形状的滑移面；•摩尔-库仑、Hoek-Brown等，各向异性、非线性等多种材料破坏准则；•水位线、孔隙水压力系数、稳态有限元渗流分析等多种孔隙水压力分析方法；•材料参数的敏感性与概率分析，以及材料参数的反演分析；•先进的自动搜索滑移面方法，包括Grid Search、Slope Search、Auto Refine Search、Block Search、Simulated Annealing、Cuckoo Search等方法；•滑移面拉裂隙的自动搜索分析；•可以导入地质剖面数据，指定地表与模型界限，软件自动生成模型几何。

SLOPE-Training-2013

仿真智领创新
Simulating inspires innovation
软件特色
• 完全耦合多物理场数值分析应用 • 一个模型, 一种工具, 多种分析
• 非饱和渗流分析
仿真智领创新
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仿真智领创新
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条间正应力（E ）否
是是
条间剪应力（X ）
否否否
X/E的结果或X-E的关系
没有条间力水平力水平力
是
是是是是是是
是
是是是是是是
常数
变量，用户函数从坡顶到坡角直线的斜率土条顶部地面的斜率地面和土条斜率的平均值应用推力线和力矩平衡 X = C + E tan φ
仿真智领创新
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怎样模拟？
• • • • • • • • 做一个猜想（Make s guess）简化几何模型（Simplify geometry）从简单开始（Start simple）做数值试验(Do numerical experiments) 考虑重要的要素（Model only essential components）开始估计材料属性（Start with estimated material properties） “审问”结果（Interrogate the results）评价现有结果与预期结果（Evaluate results in the context of expected results） • 记住真实的世界（Remember the real world）

基于SLIDE 软件和理正软件的边坡稳定性分析对比研究

基于SLIDE 软件和理正软件的边坡稳定性分析对比研究发表时间：2014-12-17T10:42:23.903Z 来源：《价值工程》2014年第7月下旬供稿作者：李建伟[导读] 边坡是人类生产活动和工程建设的重要组成部分。

人类在从事生产和建设过程中，不可避免的要对岩石圈表层进行改造。

Comparative Study on Slope Stability Analysis Based on SLIDE Software and Lizheng Software 李建伟淤于LI Jian-wei曰范柱国淤FAN Zhu-guo（淤昆明理工大学国土资源与工程学院，昆明650093；于中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，昆明650051）（淤Faculty of Land Resource Engineering of KUST，Kunming 650093，China；于Kunming Survey and Design Institute of China Nonferrous Metals Industry，Kunming 650051，China）摘要院由于人类活动和工程所造成的边坡越来越多，边坡稳定性分析变得越来越重要，SLIDE 软件在边坡稳定分析中的强大功能，和工程中常用的理正软件对边坡进行稳定性系数的计算，通过两种软件计算结果的比较，确保实际工程中边坡的稳定。

Abstract: Because of the more and more slope caused by human activity and engineering, slope stability analysis is becomingincreasingly important. The powerful SLIDE software in the slope stability analysis and Lizheng software commonly used in project are usedfor slope stability coefficient calculation. Comparing the results of two software to ensure slope stability in practical engineering.关键词院边坡；SLIDE 软件；理正软件；边坡稳定性系数Key words: slope；SLIDE software；Lizheng software；slope stability factor中图分类号院TU432 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）21-0128-020 引言边坡是人类生产活动和工程建设的重要组成部分。

midas gts 边坡稳定性分析

10 | Chapter 8.三维边坡稳定分析
Basic Tutorials
第 6 部分
结果
分析后，在结果目录树上可以查看变形、应力等结果。所有结果可以按云图、表格、图形等提供。在本例题中，需要查看的主要结果项目如下。
• 安全系数/破坏形状
• 通过‘剪切面(Clipping plane)’评估结果。
▶最大剪切应变(旱季) ▶▶最大剪切应变(雨季)
6.2 查看剪切面
在 GTS NX 上，可以使用‘剪切面’分割模型，确认各剪切面上的结果。 • 在工作目录树>结果>旱季>边坡稳定分析上，选择查看结果的阶段(输出最小安全系
数的阶段) > Solid Strains > E-MAX SHEAR。 • 在高级视图工具条上，选择剪切面( )。在定义剪切面时，平面方向输入‘X‘、距离
10
摩擦角
42
19
▶定义岩土材料-一般
▶▶定义岩土材料-渗透性
▶▶▶定义岩土材料-非线性
Chapter 8. 三维边坡稳定分析 | 3
Basic Tutorials
Chapter 8.三维边坡稳定分析
3.2 定义属性
属性体现网格的物理属性。在划分网格时，将属性Байду номын сангаас配给网格组。
名称
基岩
风化土
类型
三维
▶模型示意图
▶剖面图
通过本例题，可以学习如下主要功能及分析方法： • 利用栅格面功能生成地表面、地层面 • 划分网格 • 边坡稳定分析 • 分析结果–安全系数及最大剪应变 • 分析结果–使用剪切面功能检查某一指定断面的结果本模型是由风化土和基岩组成的三维模型。通过分析旱季和雨季下的边坡稳定性，识别可能出现破坏的部分，消除隐患。

边坡稳定性分析报告

斜（边）坡稳定性分析方法综述摘要：斜坡稳定性分析方法目前主要分为定性类方法、定量类方法和非确定性方法。

定性类方法和定量类方法都比较成熟，尤其以定量类方法（刚体极限平衡法和有限单元法等数值计算方法）运用较多；而非确定性方法虽然方法较多，但目前使用相对较少。

本文主要介绍三类分析方法中的一些具体方法及其原理，并对三类方法的特征及优缺点进行简单评价。

关键词：斜坡稳定性分析,定性类方法,定量类方法,非确定性方法ABSTRACT: Nowadays, the methods evaluating slope stability are mainly divided into qualitative methods, quantitative methods and nondeterministic methods. Qualitative methods and quantitative methods are both comparatively mature, and especially quantitative methods (rigid equilibrium limit method and numerical computation methods such as finite element method) are widely employed; while although there are many kinds of nondeterministic methods, they are comparatively less employed. The paper mainly introduces some specific methods and their theories of the three evaluating methods, and short comments are made on the characteristics, merits and demerits of the three evaluating methods.Key Words:slope stability analysis, qualitative methods, quantitative methods, nondeterministic methods1 引言斜坡是指地壳表面一切具有侧向临空面的地质体。

slope中文教程

岩土工程数值计算方法上机指导书（适用于地质工程、岩土工程等专业）姜彤编写华北水利水电学院岩土工程系2004年11月目录软件的下载与安装1、软件下载下载地址：2、解压缩安装包3、软件安装试验一SlopeW软件使用一、试验目的了解目前用于边坡稳定刚体极限平衡分析的主要方法的基本原理与异同，学习使用SlopeW软件采用多种分析方法计算边坡的稳定性。

二、试验步骤（1）软件的启动（2）选择软件使用许可（3）设置页面（4）设置比例尺（5）选择网格显示开关（6）绘制坐标轴（7）绘制边坡轮廓线和土层分界线（8）计算设置输入工程相关信息选择计算方法选择水相关参数选择滑面参数和滑动方向选择总体控制信息（9）输入材料参数（10）指定材料分区（11）输入滑面相关信息（12）绘制水位线（13）模型检验（14）计算（15）查看计算结果（16）后处理模块三、试验成果要求学生自己设计一个边坡，力学参数的取值参考《土力学》教材（至少2层土），按Fellenious、Bishop、Spencer、Mogenstern-Price方法计算边坡的稳定性，给出通过各种计算方法得到的安全系数，绘制安全系数等值线和边坡条分图。

试验二SigmaW软件使用一、试验目的学会使用有限单元法解决较为复杂的岩土工程问题，熟悉有限单元法的基本工作步骤，了解有限单元发的基本原理，提高通过有限单元分析结果讨论工程问题的能力。

二、试验步骤（1）软件的启动（2）选择软件使用许可（3）设置页面（4）设置比例尺（5）选择网格显示开关（6）绘制坐标轴（7）绘制轮廓线和土层分界线（8）计算设置（9）输入材料参数（10）绘制网格并指定材料分区。

SLOPE／W在某露天煤矿采掘场边坡稳定性分析中的应用

ｏｎｏｆＳＬＯＰＥＰ／ＷｉｎＳｌｏｐｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎＯｐｅｎＰｉｔＭｉｎｉｎｇＦｉｅｌｄ
ＺＨＡ０Ｘｉｎｇ－ｙｕ，ＷＡＮＧＷｅｉ，ＤＡＩＸｉｏｎｇ・ｈｕｉ，ＢＩＦｅｎ－ｆｅｎ
第１１卷第１期
２０１３年２月
水利与建筑工程学报
ｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒ
— —
Ｖ０１．１１Ｎｏ．１Ｆｅｂ．．２０１３
ｔｈｅｒｅｉｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｅｃｕｉｒｔｙｉｒｓｋｔｏａｆｅｃｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｎｄａｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓａｆｅｔｙ，ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｎｏｎｗｏｒｋｉｎｇ
ｓｌｏｐｅｉｓｎａａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈｈｅｔＳｌｏｐｅ／ＷｍｏｄｕｌｅｉｎＧｅｏ — ｓｔｕｄｉｏｓｏｆｔｗａｒｅ，ｈｅｔｒａｉｎｓｔｏｒｍｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｈｅａｖｙｒａｉｎｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｉｓｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｒｅｃｌｃａｕｌａｔｅｄｗｉｈｔＢｉｓｈｏｐｎｄａＭｏｒｇｅｎｓｔｅｍ— ｐｉｃｒｅｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｈｅｔｓｔｂｉａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒｏｆｈｅｔｓｌｏｐｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｆｉｎｌｌａｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｈｅｔｓｐｅｃｕｌａｔｅｄｓｌｉｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｉｔｗｈｈｅｔｓｌｏｐｅｓｔｂｉａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓｔｎｄａａｒｄｓ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｎｄａｓｉｔｅｓｕｒｖｅｙｆｏｒｅ－ｃａｓｔｉｎｇｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｅｒｂａｓｉｃｌｌａｙｔｈｅｓａｎｌｅ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｉｓｂｓｉａｃａｌｌｙｓｔｂｌａｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｓｏｆｔｒｏｃｋｙｓｌｏｐｅ；ｓｏｆｔｌａｙｅｒ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ；ＳＬＯＰＥ／Ｗｐｒｏｇｒａｍ

基于ANSYS有限元软件的边坡稳定性分析

基于ANSYS有限元软件的边坡稳定性分析摘要：随着计算力学、计算数学、工程管理学与计算机科学的快速发展，数值模拟的技术随之变得越来越成熟。

本文使用ANSYS有限元软件来模拟边坡，运用强度折减法，分析凝聚力和内摩擦角对边坡安全系数的影响，获得相应的位移云图。

把安全系数作为判断边坡稳定性的一个重要的指标，从而及时地发现和避免可能发生的滑坡、崩塌等自然灾害，尽可能地降低人民生命和财产的损失。

关键词：边坡；稳定性；有限元软件；数值模拟；强度折减法引言边坡是指地壳表面具有侧向临空面的地质体，由坡面、坡顶与其下方一定深度的岩土体构成。

边坡存在于大量的工程中，包括但不限于铁路、公路和水利工程等。

近年来，滑坡，泥石流，山体崩塌等灾害时有发生，严重危害了人民的生命及财产安全，给人们的生活造成了重大的威胁，边坡稳定成为社会各界广泛关注的一个问题。

不仅如此，边坡是否稳定会严重影响工程的施工安全、运营安全和建设成本，因此，边坡的稳定性有分析研究的充分必要。

运用数值模拟的方法研究边坡稳定性最早使用的就是有限元法，也是现在最常用的数值模拟方法。

有限元法充分考虑了介质的变形特征，能够正确地反应边坡的受力状态。

既能考虑到边坡沿软弱结构面破坏，还能分析边坡的整体稳定破坏。

1ANSYS有限元软件简介FEA(Finite Element Analysis)是一种高效的，常用的计算方法，它是将连续的对象离散化成若干个有限大小的单元体的集合，从而求解连续体的力学问题。

ANSYS有限元软件包含多中有限元分析类型，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析都能够进行计算求解。

2参数选取及计算模型建立2.1 选取背景参数本次数值模拟以国内某矿边坡为对象，采用有限元软件ANSYS分析该边坡结构在不同力学参数条件下的应力应变情况，并判断其稳定性。

边坡的材料属性如表1所示。

2.2 建立计算模型对于边坡这种纵向比较长的实体，计算模型可简化成平面应变问题，即认为边坡所受的外力不随Z轴变化，其在外力作用下所发生的位移和应变都只在自身平面内。

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（8）在Method选项卡中进行如图所示的设置。
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（9）在PMP选项卡中进行如图所示的设置。
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（10）在Slip Surface选项卡中进行如图所示的设置。
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（11）选择Key In下拉菜单中的Material Properties选项，进行材料性能设置。
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（18）绘制水位线如图所示。
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（19）选择Draw下拉菜单的Slip surface选项中的圆心和半径选项，设置试算滑动面的圆心和半径的范围。
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（20）在图中用鼠标绘出圆心和半径的范围，如图所示。
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（21）选择View下拉菜单中的Preference选项，设置各种参数。
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2、选择Draw下拉菜单下的slip surface选项，对滑动面进行分析。
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在弹出的对话框中，可以看到各个滑动面对应的安全系数，用鼠标可以选择要分析的滑动面。
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3、选择要分析的滑动面后，点击View Slice Info可以查看相应滑动面时，各土条的信息。
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8、点击左侧工具条最下面的图标，即可退出结果分析状态，进入建模状态。
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在弹出的对话框中进行如图所示的设置。
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