ANSYS在边坡稳定性分析中的应用

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1、2014年8月第8期城市道桥与防洪科技研究281ANSYS在边坡稳定性分析中的应用高峰，王佳卿，史晓忠(无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡214072)摘要：目前，大量铁路、公路、水利、矿山等设施的修建，人类工程活动中边坡工程的规模和复杂程度，以及工程造价也相应增大，边坡工程越来越受到学术界和工程界的广泛关注和重视。该文以桃花山盘山公路边坡为研究对象，运用有限元软件ANSYS选取了一个典型断面对边坡稳定性做了分析，模拟开挖支护前后的稳定情况，并对最终的加固方案进行稳定分析评价。关键词：边坡稳定性；A

2、NSYS；分析；评价中图分类号：U417．1_}2文献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)08—0281—04研究中，并着重开展了边坡地质条件的描述和边0引言坡类型的划分。采用工程地质类比法评价边坡稳多年的理论研究和生产实践表明，人们对于定性，对边坡稳定性研究起到了推动作用。滑坡灾害认识的不断深化，是建立在工程地质、目前边坡稳定分析方法很多，最常用的有极岩石力学、土力学等一系列科学分支的不断形限平衡分析方法和数值分析方法。成、发展和不断完善基础之上的。而滑坡预报和ANSYS有限元分析软件

3、的主要功能可分为4工程治理又是围绕着确保人身安全和经济建设顺个部分：实体建模、网格划分、求解模块、后处利开展这一中心进行的。因此，边坡稳定性研究理模块POST1和POST26。与岩土工程的发展有着紧密的联系，边坡的稳定2工程概况性分析具有重要学术价值和工程实用意义。无锡市桃花山垃圾填埋场盘山公路，位于无1边坡稳定性经典分析法与有限单元法锡市滨湖区，设计全长约5km。现状地形多为山边坡问题作为一个古老的课题，由最初从自岭丘陵。在劈山建设的施工过程中，使山体形成然滑坡现象开始认识边坡的稳定性到现在，边坡了

4、多个陡坡，带来了诸多不安全隐患。稳定性分析经历了一个由不成熟到成熟的历史过其地质概况叙述如下：程。1776年法国工程师库仑提出了库仑土压力的无锡市区地层隶属于江南地层区，修水一计算方法，而后在1857年，英国学者朗肯提出钱塘江分区，苏州一长兴小区。区内地层自老至了朗肯土压力的计算方法。2O世纪初期，伴随西新有古生界志留系、泥盆系、石炭系、二叠系，方国家的工业化而兴起的大范围的土木工程建中生界三叠系、侏罗系、白垩系，以及新生界第设，出现了很多的人工边坡，诱发了大量滑坡和三系和第四系。境内第四纪沉积物覆盖

5、广泛，除崩塌，带来了巨大的损失。从此，人们开始重视泥盆系出露地表并组成境内山体外，其余地层均边坡失稳对人类造成的危害，并开始借助用一般隐伏于第四系之下。材料分析中的工程力学理论对滑坡进行半经验、无锡地区位于扬子准地台下扬子台褶带东侧，半理论的研究。无锡地区构造表现为以褶皱为主、断裂次之。地人们早期对边坡稳定性的研究主要是从两个质构造总体组成一背斜，即梅园背斜(亦称马方面进行的，一是借助土力学中极限平衡的概山一惠山背斜)。背斜轴在钱桥一梅园一线，向念，由静力平衡条件计算边坡极限状态下的稳定西南人太湖三山

6、岛、拖山方向。境内断裂构造主性；二是从边坡所处的地质条件、影响因素和失要为印支一燕山期断裂：以北西向、北东向为稳机制上进行对比分析。上世纪50年代，我国主，其次为北北东向及东西向，断裂性质以逆断学者引进前苏联工程地质学的体系，继承和发展层为主、正断层次之，主要活动时期为侏罗纪至了“地质历史分析”法，将其应用于滑坡的分析和白垩纪。对无锡地区影响较大的断裂主要为邻近收稿日期：2014—02—14的湖(州)一苏(州)区域断裂，该断裂自湖州一苏作者简介：高峰(1980一)，男，江苏无锡人，工程师，从事勘察州、

7、过长江崇明岛直至南通吕四，具多期活动测绘设计工作。282科技研究城市道桥与防洪2014年8月第8期性，其最新活动时代在晚第三纪。表2预应力锚索、抗滑桩参数表新构造运动总的表现：丘陵振荡上升及岛状山体局部抬升，平原区相对持续缓慢下沉。无锡地区地震活动属强度弱、频率低的地震活动区。据史料记载，近五百多年以来、该地区5计算过程及其结果分析共发生地震20余次，强度一般在5～6级，多属震级低、非破坏性的地震，未发生6．O级以上破5．1网格划分坏性地震。但周边地区发生的地震，该区震感较计算区域的两侧采用方向约束，

8、模型底部强，邻近破坏性地震有7次：分别为：苏州3各边界点采用、Y方向约束条件。上部黄土状粉次、昆山、湖州、江阴、狼山各1次。土采用PLANE42单元来模拟其地质条件，下部粉质粘土也采用PLANE42单元来模拟其地质条3计算模型件，预应力锚索采用一维LINK单元，抗滑桩支边坡工程的受力状态复杂，实际受力应该属护结构均采用BEAM3梁单元，单元划分详见图1于空间三维问题，但是在工程实践中，为了简化所示。分析过程，工程技术人员都将它简化为二维问题来进行分析求解