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《淺談基于abaqus軟件的土石壩壩坡穩(wěn)定分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、淺談難于ABAQUS軟件的土石壩壩坡穩(wěn)定分析摘要將ABQAQUS軟件與強度折減有限元法相結(jié)合，對土石壩壩坡進行穩(wěn)定性分析。通過實例分析，表明該法可得到壩坡穩(wěn)記安全系數(shù)以及以較準確形象地預測壩坡潛在滑裂而的位置及評價邊坡的穩(wěn)定性，在實際工程中對壩坡穩(wěn)定性分析是簡便實用的。關(guān)鍵詞土石壩ABAQUS軟件滲流邊坡穩(wěn)定分析土石壩壩坡穩(wěn)定分析足巖土工程屮理論性和實踐性很強的問題，也是經(jīng)典力學最早試圖解決而至今仍不能圓滿解決的問題，是一個A老而又S雜的課題。用于土石壩壩坡穩(wěn)定性分析的方法較多，人體上包括極限平衡法、極限分析法、有限元法和極限分析法等，屮庖用蛣廣泛的是
2、前兩種方法。近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，冇限元法已作為一種強冇力的數(shù)值計算方法被引入到土石壩壩坡穩(wěn)定分析中。與蕪T塑性極限平衡原理的傳統(tǒng)方法相比，有限元法全面滿足了靜力許可，應(yīng)變相應(yīng)和應(yīng)力-應(yīng)變之間的本構(gòu)關(guān)系，在理論上是完備的：奮限元法乂足數(shù)值分析方法，不受兒何形狀的不規(guī)則、邊界條件的多樣性和材料的不均勻性的限制,更重要的足奮限元法可以分析變形與應(yīng)力變化的過程,真實地反應(yīng)壩坡的受力狀態(tài);有限元法不但能考慮壩坡沿軟弱結(jié)構(gòu)而的破壞，而且能分析壩坡的整體破壞，在土石壩壩坡的穩(wěn)定分析中得到了廣泛的應(yīng)用。強度折減彈塑性冇限元法是FI前在邊坡穩(wěn)定分析中適用性廣泛
3、、前景良好的一種數(shù)值分析方法，它將強度折減技術(shù)與彈塑性有限元方法相結(jié)合，在給定的評判指標下，通過調(diào)整折減系數(shù)對邊坡的穩(wěn)定性進行分析，求得邊坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。本文采用大型有限元分析軟件ABAQUS,定義溫度場使材料強度參數(shù)隨若溫度場的變化而變化，結(jié)合強度折減奮限元法對土石壩壩坡進行穩(wěn)定性分析，得到安全系數(shù)。一、強度折減的基木概念極限平衡法將邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)定義為沿整個滑移淅的抗剪強度與實際抗剪強度之比，以此來分析邊坡的穩(wěn)定性。有限元強度折減系數(shù)法基本思想與此一致，它將極限平衡法的安全系數(shù)定義與柯限元相結(jié)合，按照某一系數(shù)Fs逐少將土的實際抗剪強度參數(shù)進
4、行折減。用折減后的抗剪強度進行一系列的有限元分析，直至所選定的強度折減系數(shù)Fs使得邊坡達到臨界失穩(wěn)狀態(tài)，此吋的Fs即為安全系數(shù)。冇限元強度折減系數(shù)法的?木原理是:將坡體強度參數(shù)黏聚力C'和內(nèi)摩擦角小'值同吋除以強度折減系數(shù)Fs,然后川折減后的虛擬強度指懷、值作為新的紂料參數(shù)輸入，再進行計算，H到邊坡達到極限狀態(tài)為止，對放的Fs被稱為邊坡的安全系數(shù)。此時邊坡達到極限狀態(tài)，發(fā)生剪切破壞，同時可得到臨界滑動沏。由此可見：冇限元強度折減法與極限平衡法中所定義的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)在本質(zhì)上是一致的，都ft有強度貯備的意義。二、強度折減有限元法在ABAQUS中的實現(xiàn)A
5、BAQUS是世界上先進的大型通用有限元分析軟件之一。它在材料、兒何與接觸非線性方面的分析能力W世界領(lǐng)先水〒，其涵蓋豐富的材料模型庫，可以更準確地模擬土體這種特殊材料。在解決巖土力學屮復雜的非線性問題方而優(yōu)勢顯著，故在巖土工程分析屮得到了廣泛的應(yīng)用。1.屈服準則的選取。有限元強度折減法在求解實際壩坡穩(wěn)定問題吋，通常將土體假設(shè)成理想彈塑性體。因為土石壩壩坡的穩(wěn)定問題都是力和強度問題，而不是位移悶題，因而對本構(gòu)關(guān)系的選擇不十分嚴格，可選川簡單的理想彈塑性模型，不考慮材料的硬化與軟化。似對強度準則的選取則奮嚴格的要求，以前該法計算精度不高，多數(shù)是由于強度準則選
6、取不當所致。巖土材料常用的準則有Mohr-Coulomb(MC)準則，Drucker-Prager(DP)準則以及摩爾-庫侖等面積圓準則。在本文的有限元計算中采用巖土工程中最常用的MC準則作為屈服準則。對有限元計算中的極限狀態(tài)的確定，不M的研究者有著不M的方法。Dawson等、鄭穎人等認為解的不收斂即為極限狀態(tài);Griffiths等通過繪制邊坡內(nèi)某一點的位移與強度折減系數(shù)之間的義系來判定極限狀態(tài)，從而確定邊坡的安全系數(shù)；欒茂田等認為隨著材料強度的降低，塑性區(qū)會有一個自由而向另一個自由而貫通，此時為極限狀態(tài)。本文通過跟蹤壩坡控制點，分析其位移-吋間關(guān)系曲
7、線、監(jiān)視結(jié)構(gòu)中等效塑性應(yīng)變分布的發(fā)展過程并結(jié)合計算的斂散性，從多個角度判定結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。三、算列分析1.計算模型。某黏土心墻壩，壩頂高程2254.0m,上設(shè)防浪墻，壩頂寬8.0m,敁大壩高45.Ora；上游壩坡坡比為1:2.5,在高程2237.6m處結(jié)合上游圍堰留有38.7m的平臺；下游壩坡坡比為1:2.0,在W程2238.Om處設(shè)科寬為8.Om的馬道。黏十心埔為對稱心搗，位于壩葙混凝土熱層上；心墻頂高程2251.0m,頂寬3.0m,敁大底寬28.2m,蛣大高度42.Om，心墻上、下游側(cè)坡比為1:0.3;心墻兩側(cè)設(shè)反濾層及反濾過渡層：心墻下游設(shè)兩層，
8、第一S為砂反濾層，第二層為混合沙礫料，都為3.0m寬。取土石壩河床部位最大橫斷面為計算的典型剖
