midas邊坡方法及加固

MIDAS邊坡分析方法及界面介紹北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司

巖土技術(shù)支持

鄧興旺midastsc@CONTENTS目錄1 邊坡分析方法與規(guī)范有限元原理軟件界面介紹邊坡分析方法與規(guī)范邊坡分析與規(guī)范土質(zhì)邊坡：整個邊坡均由土體構(gòu)成，按土體種類又可分類為粘性土邊坡、黃土邊坡、膨脹土邊坡、堆積土邊坡、填土邊坡等巖質(zhì)邊坡：整個邊坡均由巖體構(gòu)成，按巖體的強(qiáng)度可以分為硬巖邊坡、黃土邊坡和風(fēng)化土邊坡等；按結(jié)構(gòu)類型可分為整體塊（巨塊狀）邊坡、塊狀邊坡、層狀邊坡、碎裂狀邊坡、散體狀邊坡。巖土混合邊坡：邊坡下部為巖層，上部為土層，即所謂的二元結(jié)構(gòu)的邊坡。邊坡分析與規(guī)范5.2.2

邊坡抗滑移穩(wěn)定性計(jì)算可采用剛體極限平衡法，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖質(zhì)邊坡，可結(jié)合采用極射赤平投影法和實(shí)體比例投影法；當(dāng)邊坡破壞機(jī)制復(fù)雜時，可采用數(shù)值極限分析法。

對于在地震作用下，抗剪強(qiáng)度降低大于15%

時的土質(zhì)滑坡，可采用基于數(shù)值分析的動力極限平衡法或動力強(qiáng)度折減法進(jìn)行穩(wěn)定性分析

滑坡體地下水滲流穩(wěn)定性可采用非穩(wěn)定流數(shù)值模擬法進(jìn)行分析。7.1.

1

滑坡穩(wěn)定性評價和推力計(jì)算應(yīng)根據(jù)滑面類型和滑體物質(zhì)組成、地質(zhì)條件的復(fù)雜性選用極限平衡法或數(shù)值模擬強(qiáng)度折減法。7.1.6

對地質(zhì)條件復(fù)雜，或支擋工程組合結(jié)掏復(fù)雜的滑坡，宜采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和校驗(yàn)。

埋人式抗滑樁的設(shè)計(jì)宜采用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行，設(shè)計(jì)安全系數(shù)采用強(qiáng)度儲備安全系數(shù)，計(jì)算公式參見附錄

E.5.2.3

計(jì)算沿結(jié)構(gòu)面滑動的穩(wěn)定性時，應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)面形態(tài)采用平面或折線形滑面。計(jì)算土質(zhì)邊坡、極軟巖邊坡、破碎或極破碎巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性時，可采用圓弧形滑面。對于破壞機(jī)制復(fù)雜的邊坡,難以采用傳統(tǒng)的方法計(jì)算,目前國外和國內(nèi)水利水電部門已廣泛采用數(shù)值極限分析方法進(jìn)行計(jì)算。數(shù)值極限分析方法與傳統(tǒng)極限分析方法求解原理相同、只是求解方法不同兩種方法得到的計(jì)算結(jié)果是一致的,對復(fù)雜邊坡傳統(tǒng)極限分析方法無法求解,需要作許多人為假設(shè)影響計(jì)算精度,而數(shù)值極限分析方法適用性廣,不另作假設(shè)就可直接求得。邊坡分析與規(guī)范邊坡分析與規(guī)范:極限平衡法建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范《GB50330-2013》條文5.2~5.3一、方法選擇邊坡抗滑穩(wěn)定性分析設(shè)計(jì)可采用剛體極限平衡法；對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖質(zhì)邊坡，可結(jié)合采用極射赤平投影法和實(shí)體比例投影法；當(dāng)邊坡破壞機(jī)制復(fù)雜時，可采用數(shù)值極限分析法。二、滑動面定義計(jì)算沿結(jié)構(gòu)面滑動的穩(wěn)定性時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)面形態(tài)采用平面或折線形滑面。計(jì)算土質(zhì)邊坡、極軟巖邊坡、破碎巖邊坡、破碎或極破碎巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性時，可采用圓弧形滑面?！獦O限平衡法：圓弧形：簡化Bishop法；折線形：傳遞系數(shù)隱式法/Morgan-Price法。三、穩(wěn)定狀態(tài)判斷除校核工況外，邊坡穩(wěn)定狀態(tài)可分為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定四種狀態(tài)，可按下表確定?！斗敲郝短斓V邊坡工程技術(shù)規(guī)范

》GB51016-2014條文說明5.1.4邊坡分析與規(guī)范:極限平衡法圓弧滑動面折線滑動面任意滑動面畢肖普法瑞典條分法簡布法斯賓索薩爾瑪法摩根斯坦-普賴斯邊坡分析與規(guī)范:極限平衡法傳遞系數(shù)法極限平衡適用條件邊坡數(shù)值分析方法強(qiáng)度折減系數(shù)法（SRM）應(yīng)力極限平衡法（SAM）GTS

NX&SWS;有限元法；無需提前假定滑動面；可以體現(xiàn)與實(shí)際接近的破壞現(xiàn)象；可顯示出潛在滑動面。提供應(yīng)力、應(yīng)變、塑性區(qū)、內(nèi)力等信息?GTS

NX&SWS;有限元法；需提前假設(shè)滑動面；輸出一系列安全系數(shù)及對應(yīng)的滑動面。提供應(yīng)力、應(yīng)變、塑性區(qū)、內(nèi)力等信息。邊坡數(shù)值分析方法地層結(jié)構(gòu)法襯砌&地層共共同整體內(nèi)力平衡變形協(xié)調(diào)邊坡數(shù)數(shù)值分析方法1、破壞壞面的的形狀狀或位位置不不需要要事先先假假定。。破壞壞“自然地地”發(fā)生在在土的抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度不不能抵抵抗剪剪應(yīng)力力的地地帶帶。2、由于于有限限元法法引入入了變變形協(xié)協(xié)調(diào)的的本構(gòu)構(gòu)關(guān)關(guān)系，，因此此也不不必引引入假假定條條件。。保持持了了嚴(yán)密密的理理論體體系。。3、有限限元提提供了了應(yīng)力力、變變形的的全部部信息息。邊坡數(shù)數(shù)值分析方法強(qiáng)度折折減法法的原原理通過逐逐漸減減小抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度，，直到到計(jì)算算不收收斂為為止。。把把沒有有收斂斂的階階段視視為破破壞，，將那那時的的最大大強(qiáng)度度折折減率率當(dāng)做做邊坡坡的最最小安安全系系數(shù)。。應(yīng)力極極限平平衡法法的原原理使用有有限元元法對對邊坡坡進(jìn)行行應(yīng)力力分析析，利利用應(yīng)應(yīng)力分分析析計(jì)算算結(jié)果果計(jì)算算極限限平衡衡法的的各假假想滑滑動面面上的的安安全系系數(shù)，，從中中尋找找到最最小的的安全全系數(shù)數(shù)及對對應(yīng)的的臨臨界面面的方方法。。邊坡數(shù)數(shù)值分析方法強(qiáng)度折折減法法的破破壞依依據(jù)0103滑動面面上的的位移移與應(yīng)應(yīng)變將將產(chǎn)產(chǎn)生突突變，，產(chǎn)生生很大大且且無限限制的的塑性性流動動滑面塑性區(qū)區(qū)貫通是破破壞的必要要條件，，但不是充充分條件。。有限元計(jì)算算都不收斂斂，采用力力和位移移不收斂作作為邊坡破破壞判據(jù)02邊坡分析與規(guī)范邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析邊坡的工程程地質(zhì)條件是否屬于強(qiáng)度破壞土質(zhì)邊坡或或破碎巖巖？折線滑動面面圓弧滑動面面NO條文5.2.3：結(jié)構(gòu)面破破壞YES破壞機(jī)理復(fù)雜？YES數(shù)值極限分析法NOYESNOSAM或SRM分析巖質(zhì)邊坡？YES赤平投影法法或?qū)嶓w比例投影法條文說明5.2.2：邊坡規(guī)模較小，結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系復(fù)雜的邊坡5.2.3：邊坡規(guī)模較大，可能沿基巖與覆蓋層界面滑動的邊坡。5.2.3：均質(zhì)土；；或巖質(zhì)邊坡存在3組以上無優(yōu)勢外傾的結(jié)構(gòu)面組的邊坡剛體極限平平衡法5.2.4：圓弧滑動：簡化bishop法折線滑滑動：摩根斯坦-普賴斯法有限元原理理單元離散單元描述整體組裝問題求解[K]*[U]=[P]直接法試試函數(shù)法《有限元分分析基礎(chǔ)教教程》曾攀有限元原理1、有限元步步驟有限元思想想化整為零化曲為直化無限為有限2、有限元方方程平衡方程幾何方程有限元原理物理方程邊界條件有限元原理直接法試函數(shù)[K]·[U]=[P]步驟選取待求求變量選取試函函數(shù)虛功原理理/最小勢能能原理有限元原理3、有限元求解解有限元方程E=1Mpav=0t=1單元離散剛度矩陣的組組裝有限元原理4、有限元驗(yàn)證證《有限元分析析基礎(chǔ)教程》》曾攀P216位移結(jié)果邊界條件u1=u2=u4=v4=v5=v6=0有限元原理4、有限元驗(yàn)證證《有限元分析析基礎(chǔ)教程》》曾攀P216手算結(jié)果電算結(jié)果有限元原理4、有限元驗(yàn)證證《有限元分析析基礎(chǔ)教程》》曾攀P216軟件界面介紹紹軟件注冊與重裝重裝前三部曲曲卸載清理注冊表關(guān)閉殺毒軟件件/user_cn/join.asp軟件注冊與重裝常見錯誤Error1000按鈕灰色：PID與模塊FailtorunC//……main.exe關(guān)于盜版賬號輸入：選選項(xiàng)-一般-許可證軟件界面介紹紹操作流程結(jié)構(gòu)單元析析取邊界荷載設(shè)設(shè)置網(wǎng)格劃分?jǐn)U擴(kuò)展施工階段段定義幾何模型型生成分析工況況設(shè)置材料屬性性輸入分析結(jié)果果處理常規(guī)選擇過濾器坐標(biāo)系選擇模式鼠標(biāo)操作工作平面視圖查看單單位系統(tǒng)統(tǒng)常規(guī)選擇器器感謝聆聽，，批評指導(dǎo)THANKYOUTOLISTENTOCRITICISMGUIDANCE北京邁達(dá)斯斯技術(shù)有限限公司巖土技術(shù)支支持鄧興旺midasytts@midasGTSNX中二維邊坡加固分析CONTENTS目錄1GTS加固二維實(shí)實(shí)操邊坡支護(hù)形形式實(shí)現(xiàn)邊坡分析注注意事項(xiàng)GTS二維加固實(shí)實(shí)操2.邊坡加固處處理分析析3.邊坡支護(hù)方方案比選選4.特殊工況穩(wěn)穩(wěn)定性分分析邊坡數(shù)值分析方法1.邊坡穩(wěn)定性性分析邊坡二維加固支護(hù)類型抗滑樁---梁單元錨索---植入式桁架噴混---梁單元擋土墻—平面應(yīng)變單元軟件建模實(shí)實(shí)操邊坡各種支支護(hù)形式實(shí)實(shí)現(xiàn)邊坡各種支護(hù)形式實(shí)現(xiàn)模型規(guī)劃——結(jié)構(gòu)單元選選擇錨桿—植入式桁架架框架梁—梁單元模型規(guī)劃——結(jié)構(gòu)單元選選擇土工格柵面層-梁單元面面層-板單元邊坡各種支護(hù)形式實(shí)現(xiàn)模型規(guī)劃——結(jié)構(gòu)單元選選擇抗滑樁-梁單元預(yù)應(yīng)力錨索索-梁單元邊坡各種支護(hù)形式實(shí)現(xiàn)模型規(guī)劃——結(jié)構(gòu)單元選選擇卸荷板式擋擋土墻錨定板式擋擋土墻邊坡各種支護(hù)形式實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)體，在長度方向不一一致的支護(hù)結(jié)構(gòu)3D實(shí)體扶壁式擋土土墻邊坡各種支護(hù)形式實(shí)現(xiàn)模型規(guī)劃——結(jié)構(gòu)單元選選擇實(shí)體抗滑樁樁邊坡分析注注意事項(xiàng)邊坡分析注意事項(xiàng)3.1模型規(guī)劃邊界范圍參數(shù)屬性支護(hù)形式施工階段模型對比模型規(guī)劃3.2幾何處理幾何包含交叉分割檢查重復(fù)檢查邊區(qū)域域尺寸控制幾何部分邊坡分析注意事項(xiàng)邊坡分析注意事項(xiàng)3.3材料參數(shù)輕“本構(gòu)”，重“強(qiáng)度”適用于離散散材料，適用于SRMSAM施工階段分分析一定范圍內(nèi)內(nèi)準(zhǔn)確，當(dāng)圍壓過小或過大時，結(jié)果的準(zhǔn)確性會降低。各種巖土工程的初步分析最常用：M-C，三維空間中，函數(shù)不連續(xù)，收斂性不好，數(shù)值計(jì)算困難；摩爾庫倫MC邊坡分析注意事項(xiàng)3.3材料參數(shù)德魯克-普拉格（D-P）不存在尖頂處的數(shù)值計(jì)算問題，國際常用；修正摩爾庫倫（MMC）修正過大壓力下的屈服面問題；Es<E0<E彈性模量E在SRM分析中，不影響安全系數(shù)v與塑性區(qū)大小有關(guān)系，v越小，塑性區(qū)越大

三個模量

?

Eur=3E50ref=3Eoedref

應(yīng)力冪相關(guān)指數(shù)m 0.5（硬土）~1（軟土）邊坡分析注意事項(xiàng)3.3材料參數(shù)數(shù)剪切硬化化：摩擦擦角一般粘土土材料需需要勾選選壓縮硬化化：帽土體承受受較大壓壓力時勾勾選，同同時填寫寫OCR粘聚力、、摩擦角角、膨脹脹角參考M-C，膨脹角=摩擦角-30°參考壓力力、失效效率默認(rèn)值3.3網(wǎng)格處理理網(wǎng)格劃分分網(wǎng)格重命命名屬性修正正結(jié)構(gòu)析取取植入式生生成網(wǎng)格部分分邊坡分析析注意事項(xiàng)3.4邊界荷載載-施工階段段邊界施加加荷載施加加施工階段段檢查階段段求解類型型施工階段段邊坡分析析注意事項(xiàng)計(jì)算結(jié)果果潛在滑動動面位移軸力彎矩3.5計(jì)算結(jié)果果邊坡分析析注意事項(xiàng)樁長14m17m20mFOS1.4581.4961.6233.6抗滑樁模模擬通過激激活不不同抗抗滑樁樁網(wǎng)格格組模模擬擬不同同長度度埋入入式抗抗滑樁樁邊坡分分析注意事項(xiàng)邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析的實(shí)實(shí)現(xiàn)步步驟3.7滑坡推推力邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析的實(shí)實(shí)現(xiàn)步步驟3.7滑坡推推力《有限限元極極限分分析法及其在邊坡中的應(yīng)用》-鄭穎人邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析的實(shí)實(shí)現(xiàn)步步驟3.7滑坡推推力特定安安全性性系數(shù)數(shù)下的滑動面輸出請請求—每次迭迭代查看結(jié)結(jié)果邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性分析的實(shí)實(shí)現(xiàn)步步驟雙強(qiáng)度度折減減法原理粘聚力力與摩摩擦角角不同同步折折減折減基基本原原則：：粘聚力力折減減大于于摩擦擦角最終安安全性性系數(shù)數(shù)：F=f(Fc,Fφφ）北京邁邁達(dá)斯斯技術(shù)術(shù)有限限公司司巖巖土技技術(shù)鄧鄧興興旺midasytts@midasyantu@midasGTSNX三維邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析目錄CONTENTSGTS三維邊邊坡實(shí)實(shí)例分分析三維邊邊坡建建模注注意事事項(xiàng)三維邊邊坡支支護(hù)形形式實(shí)實(shí)現(xiàn)真三維維邊坡坡實(shí)例例建模模GTS三維邊邊坡建建模實(shí)實(shí)操邊坡數(shù)數(shù)值分分析方方法強(qiáng)度折折減系系數(shù)法法（SRM）GTSNX&SWS;有限元元法；；無需提提前假假定滑滑動面面；可以體體現(xiàn)與與實(shí)際際接近近的破壞現(xiàn)象；可顯示示出潛潛在滑滑動面面。提供應(yīng)應(yīng)力、、應(yīng)變變、塑塑性區(qū)、內(nèi)力等信息息赤平投投影法法+極限分分析法法平面破破壞楔形破破壞傾倒破破壞北京邁邁達(dá)斯斯技術(shù)術(shù)有限限公司司巖巖土技技術(shù)鄧鄧興興旺midasytts@midasyantu@midasGTSNX三維邊邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析三維邊邊坡建建模注注意事事項(xiàng)邊坡分析注意事事項(xiàng)2.1模型規(guī)劃邊界范圍參數(shù)屬性支護(hù)形式施工階段模型對比模型規(guī)劃邊坡分析注意事事項(xiàng)2.2幾何處理CAD簡化及導(dǎo)入坐標(biāo)原點(diǎn)附近檢查重復(fù)線、短短線線框閉合注意單位幾何規(guī)劃2.2幾何處理幾何包含交叉分割檢查重復(fù)檢查邊區(qū)域尺寸控制邊坡分析注意事事項(xiàng)2.2幾何處理邊坡分析注意事事項(xiàng)2018版本導(dǎo)導(dǎo)入其他結(jié)構(gòu)建筑物、電塔、、橋梁選項(xiàng)-導(dǎo)入-設(shè)設(shè)置導(dǎo)入單位縮放幾何模型大大小2.3網(wǎng)格處理邊坡分