基于ANSYS软件的边坡开挖模拟和稳定性评价.pdf

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1、探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第2期基于ANSYS软件的边坡开挖模拟和稳定性评价熊斌，(1．中国地质大学(武汉)工程学院，湖北武汉430074；2．湖北省地矿建设X-程院，湖北武汉430030)摘要：将ANSYS程序与岩土工程计算相结合，详细探讨了ANSYS模拟边坡开挖的原理、方法和步骤，并将这一步骤运用到某边坡的稳定性分析中；分别计算出边坡在天然状态和开挖支护工况下的应力场和位移场，对计算结果进行了详细的分析，并对边坡稳定性作出了定性的评价。关键词：ANSYS软件；边坡开挖；模拟；稳定性评价中图分类号：U416．14文献标识码：A文章编号：1

2、672—7428(2009)02—0064—04SimulationofSlopeExcavationandAnalysisonItsStabilityBasedonANSYSSoftware／XIONGBinLlf1．FacultyofEngineering，ChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China；2．HubeiGeology&MineralConstructionEngineeringInstitute，WuhanHubei430030，China)Abstract：Combin

3、edANSYSprogramwithcalculationofrockandsoilengineering，thepaperdiscussedtheprincipleofANSYSsimulationofslopeexcavation，constructionmethodandoperationsteps，whichwasappliedtotheanalysisonthestabilityofslope．Stressfieldanddisplacementfieldatthenaturalstateandexcavationsuppoacondi

4、tionwerecalculated，detailedanalysiswasmadeoncalculationresultsandqualitativeevaluationwasalsomadeonslopestability．Keywords：ANSYSsoftware；slopeexcavation；simulation；analysisonstability1概述NA、NASTRAN、MSC、ASKA、SAP、MARC等。AN-随着我国经济建设的飞速发展，人类对自然环SYS软件将有限元分析、计算机图形学和优化技术境的改造、利用13益广泛，在

5、建设工程领域都会遇到相结合，以工程学的理论及许多数值分析的理论为大量的边坡工程，工程中的高边坡失稳一般都会产基础，利用有效的解题技术，已成为解决工程问题的生严重的后果，因此对边坡的稳定性进行定性定量必不可少的工具。的综合分析十分必要。边坡开挖前后的应力场和位移场的变化规律是边坡稳定性评价的基础，准确评2ANSYS软件岩土分析介绍价边坡的稳定状况和预测边坡发展趋势，将为边坡世界著名的有限元分析软件公司ANSYS是由的防治提供可靠的依据。美国著名力学专家、美国匹兹堡大学力学教授John边坡稳定分析是岩土工程领域的重要课题之Swanson博士于1970

6、年创建并发展起来的，ANSYS一，目前，边坡稳定分析的理论和方法主要有3种：软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的极限平衡理论、室内模型研究和数值分析理论。随大型通用有限元分析软件，广泛应用于土木工程、地着数值分析理论的成熟和计算机技术的发展，有限质矿产、水利、铁道、汽车交通、国防军工、航天航空、元分析方法在边坡的稳定性分析中得到极大的发展船舶、机械制造、核工业、石油化工、轻工、电子、日用和广泛的应用。家电和生物医学等一般工业及科学研究之中。有限元方法不但能够对边坡的稳定性进行定量岩石、混凝土和土壤等材料都属于颗粒状材料，的评价，而且能

7、够考虑土的非线性应力一应变关系，这类材料受压屈服强度远大于受拉屈服强度，且材分析边坡稳定的优点是能够计算出土坡内的应力场料受剪时，颗粒会膨胀，常用的VonMise屈服准则不和位移分布；如果进行逐步非线性分析，还可了解土适合此类材料。在土力学中，常用的屈服准则有坡的逐步破坏机理，跟踪土坡内塑性区的开展情况。Mohr—Coulomb，另外一个更准确描述此类材料的强目前，国际上面向工程的有限元通用程序已达度准则是Druck—Prager屈服准则。使用Druck—到几百种，其中著名的有：ANSYS、ABAQUS、ADI—Prager屈服准则的材料简称DP

8、材料。在岩石、土壤收稿日期：2008—09—05；改回日期：2008—12—14作者简介：熊斌(1980一)，男(汉族)，湖北武汉人，中