基于ANSYS和GEOSLOPE的斜坡稳定分析法

《基于ANSYS和GEOSLOPE的斜坡稳定分析法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据第39卷第14期人民长江V01．39，N0．14208年7月YangtzemverJuly，2008文章编号：100l一4179(2008)14—0046—02基于ANSYS和GEO—SLOPE的斜坡稳定分析法刘世建1陈建康2符文嘉2尚岳全3王丽峰2(1．四川华能宝兴河电力股份有限公司，四川雅安625000；2．四川大学水利水电学院，四川成都610065；3．浙江大学土木工程学系，浙江杭州310027)摘要：分析了斜坡稳定计算方法和评价方法存在的一些问题，从解决问题的角度出发，认为软件GE0一SLOPE能较好地分析斜坡

2、稳定性。由于GEO—SLDPE建立复杂模型难度大，而软件ANsYS的突出优点是建模方便。结合两个软件的优点，提出了基于ANsYs和GE0一sLOPE的斜坡稳定分析法，即在ANsYs中建立有限元模型，运行自编的GE0一SLoPE与ANsYS接口程序。将ANsYS模型转入GE0一SLOPE进行计算，并辅以工程实例进行佐证，该方法为斜坡稳定分析提供了新的思路，对类似工程具有参考价值。关键词：斜坡；有限元；可靠度；cE0一sLoPE与ANsYs接口程序中图分类号：TV698文献标识码：A随着西部大开发战略的实施，西部地区在水电、公路、

3、铁路等基础设施建没期间也遇到了各种各样的难题，比较突出的是斜坡稳定的合理性评价问题。斜坡稳定性问题是斜坡研究的核心，也是学术界当前的热点研究课题之一，因此如何处理好这些斜坡，将其对自然环境及人身生命财产造成的损失降到最低，研究出更切合工程实际的斜坡稳定评价方法具有重要意义‘1卫j。本文以可靠度理论为基础，充分利用现行通用计算软件ANSYs和GE0一sLOPE，拟寻求一种新的思路，并结合工程实例，藉此评价斜坡的稳定性问题。1斜坡稳定分析存在的问题1．1计算方法斜坡稳定性计算的有限元方法，主要包括基于滑面应力分析的有限元法和基于强

4、度折减的有限元法(简称强度折减法)㈨。前者是一种常规计算方法，是诸多斜坡稳定性有限元分析软件(如CEO—SLOPE)的理论基础。后者因在学术界尚存争议，暂未广泛应用。符文熹等在“高陡斜坡深部变形体三维稳定性研究”一文中指出用强度折减法计算斜坡稳定仍存在一些问题，如强度折减法的理论基础究竟是Mc船一Couloillb强度理论还是Dmcker—Pr样r强度准则，计算模型中岩体和软弱结构面的强度值如何折减：两者均进行折减还足仅折减岩体或软弱结构面的强度值。赵杰，纠等也提出，基于强度折减的有限元法判断斜坡失稳的指标不一致；其次折减迭代

5、数值计算过程中的失稳判断不够明确；再次c、∞值采用等比例折减不合理。综上所述，强度折减法自身还有诸多问题未解决，因此斜坡稳定计算宜采用基于滑面应力分析的有限元法。1．2评价方法学者们在斜坡稳定研究中发现，用单一安全系数评价斜坡稳定性时，往往存在安全系数大于1．O的斜坡失稳，而安全系数小于1．0的斜坡却运行稳定，显然仅以单一的安全系数评价斜坡稳定存在局限性，因为单一安全系数法并未考虑斜坡材料强度值的不确定性，且用单一安全系数评价不同斜坡时，对不同的斜坡工程其评价结果不具可比性，而日益成熟起来的可靠度理论，考虑了主观和客观上的不确

6、定性，克服了安全系数评价的不足，在不同的斜坡工程中其评价结果具有可比性。可靠度理论积极地推进了斜坡的稳定性分析研究，对斜坡稳定进行合理评价起到了促进作用。目前，可靠度理论已经发展成为评价斜坡稳定性问题的一种具有较大影响力的评价方法。2斜坡稳定分析法前面对斜坡稳定分析中主要存在的问题进行了简要的叙述，笔者考虑扬长避短，寻找一种新的评价思路，即是按基于滑面应力分析的有限元法进行计算，再按可靠度理沦评价。目前，在做大型计算时．一般需借助成熟软件。笔者在多次尝试后发现，软件GEO—SLOPE能很好地解决这一难题。因为GEO—sLOPE

7、以基于滑面应力分析的有限元法为理论基础，且其SLOPE／W-6‘模块可以通过Montecado方法实现变量的随机模拟，将安全系数以概率的形式进一步量化，能很好地评价斜坡稳定。但是GE0一sLOPE软件也有自身的缺点，即难于创建复杂的自然边坡有限元模型，而ANsYS的突出优点则是能快速创建出合乎工程实际的有限元模型，最终实现斜坡稳定问浇徊搅炕꾣계芎芎玫仄兰坌逼挛定。但是GE0一sLOPE软件也有自身的缺点，即难于创建复杂的自然边坡有限元模型，而ANsYS的突出优点则是能快速创建出合乎工程实际的有限元模型，最终实现斜坡稳定分析。

8、为此，笔者用VisualF0mn语言编制了cE0一sLOPE与ANsYs接口程序，实现了ANSYs模型到GE0一SLOPE的转换。万方数据万方数据第14期郭红浩等：白龙江锁儿头水电站凸岸引水防沙试验研究69于静止状态，没有泥沙越过潜水墙，也没有泥沙进入电站取水口。河床形态与造