強度折減理論在Abaqus中的實現(xiàn)

2016-12-21  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

強度折減法是進行邊坡穩(wěn)定性有限元分析的常用方法,直接通過有限元分析獲得一個安全系數(shù),不僅保持了有限元在模擬復(fù)雜問題上的優(yōu)點,而且概念明確,結(jié)果直觀,在工程中得到越來越多的應(yīng)用。

Abaqus中并沒有直接提供強度折減法,但其實現(xiàn)是比較簡單。

強度折減法的實質(zhì)就是材料的粘聚力和內(nèi)摩擦角逐漸減小,從而導致某單元的應(yīng)力超過了屈服面,不能承受的應(yīng)力將逐步轉(zhuǎn)移到周圍土體單元中,當出現(xiàn)連續(xù)滑動面,即形成屈服點貫通面之后,土體將失穩(wěn)。在Abaqus中,材料的參數(shù)是可以隨溫度、場變量變化的,所以在Abaqus中實現(xiàn)強度參數(shù)的減少過程,即可以間接地實現(xiàn)強度折減法。

高H=10.0m,坡角β=45度的均勻土坡,土體容重為γ=20KN/m3,粘聚力=12.38kpa,摩擦角φ=20度。若按極限平衡法分析,本算例的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.0。

利用abaqus提供的combine函數(shù),可繪制FV1隨U1的變化關(guān)系。由圖4可知,若以數(shù)值計算不收斂作為土坡穩(wěn)定的評價標準,對應(yīng)的FV1為1.06,即安全系數(shù)Fs=1.06。同時在關(guān)系曲線上有一明顯的拐點,若以位移的拐點作為評價標準,則安全系數(shù)Fs=0.99。這兩個數(shù)值與極限平衡分析方法給出的Fs=1.0較接近,說明本例可行。

在邊坡穩(wěn)定分析中,還需確定滑動面的位置。由圖4、5可明顯得觀察邊坡的滑動面,呈大致的圓弧狀,并通過坡角點。

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