midas边坡分析方法及加固（PPT81P）

MIDAS边坡分析方法法及界面介绍绍北京迈达斯技技术有限公司司岩土技术支持持邓兴旺midastsc@CONTENTS目录1边坡分析方法法与规范有限元原理软件界面介绍绍边坡分析方法法与规范边坡分析与规范土质边坡：整个边坡均由土体构成，按土体体种类又可分分类为粘性土土边坡、黄土边坡、膨胀土边边坡、堆积土土边坡、填土土边坡等岩质边坡：整个边坡均由岩体构成，按岩体体的强度可以以分为硬岩边边坡、黄土边坡和风化土边坡坡等；按结构构类型可分为为整体块（巨巨块状）边坡坡、块状边坡、层状边坡、碎碎裂状边坡、、散体状边坡坡。岩土混合边坡坡：边坡下部为岩层，上部为土层，即所谓的二元元结构的边坡坡。边坡分析与规范5.2.2边坡抗滑移稳稳定性计算可采用刚体极限平衡法，对结构构复杂的岩质边坡，可结合采用极射赤平投影法和实体体比例投影法；当边坡破坏机制复杂时，可采用数值极限限分析法。对于在地震作作用下，抗剪强度降低大于15%时的土土质滑滑坡，可采用基于数值分析的动力力极极限平平衡法法或动力强度折减法进行稳定性分析析滑坡体体地下下水渗流稳定性可采用非稳定流流数值值模拟拟法进进行分析。7.1.1滑坡稳稳定性性评价和推力计算应根据滑面类型和滑滑体物物质组组成、、地质条件的复杂性选用极限平衡法或或数值值模拟拟强度度折减法。7.1.6对地质质条件件复杂杂，或支挡工程组合结掏复杂的滑滑坡，，宜采采用数数值模拟方法进行设计和校验。埋人式式抗滑滑桩的设计宜采用有限元强度折减法法进行行，设设计安安全系数采用强度储备安全系数，计算公公式式参见见附录录E.5.2.3计算沿沿结构构面滑滑动的稳定性时，应依据结构面形形态采采用平平面或或折线形滑面。计算土质边坡、极软岩岩边坡坡、破破碎或或极破碎岩质边坡的稳定性时，可采用用圆弧弧形滑滑面。。对于破破坏机机制复复杂的边坡,难以采用传统的方法计算,目前国国外和和国内内水利水电部门已广泛采用数值极限分分析方方法进进行计计算。数值极限分析方法与传统极限分分析方方法求求解原原理相同、只是求解方法不同两种方法法得到到的计计算结结果是一致的,对复杂边坡传统极限分析方法法无法法求解解,需要作许多人为假设影响计算精度,而数值值极限限分析析方法适用性广,不另作假设就可直接求得。。边坡分分析与规范边坡分分析与规范:极限平衡衡法建筑边边坡工工程技技术规规范《《GB50330-2013》条文文5.2~5.3一、方方法选选择边坡抗抗滑稳稳定性性分析析设计计可采采用刚体极极限平平衡法法；对结构构复杂杂的岩岩质边边坡，，可结结合采采用极射赤赤平投投影法法和实体比比例投投影法法；当边坡坡破坏坏机制制复杂杂时，，可采采用数值极极限分分析法法。二、滑滑动面面定义义计算沿沿结构构面滑滑动的的稳定定性时时，应应根据据结构构面形形态采采用平面或或折线线形滑滑面。计算土土质边边坡、、极软软岩边边坡、、破碎碎岩边边坡、、破碎碎或极极破碎碎岩质质边坡坡的稳稳定性性时，，可采采用圆弧形形滑面面。——极限平平衡法法：圆圆弧形形：简简化Bishop法；折折线形形：传传递系系数隐隐式法法/Morgan-Price法。三三、、稳定定状态态判断断除校核核工况况外，，边坡坡稳定定状态态可分分为稳稳定、、基本本稳定定、欠欠稳定定和不不稳定定四种种状态态，可可按下下表确确定。。《非煤煤露天天矿边边坡工工程技技术规规范》GB51016-2014条文说说明5.1.4边坡分分析与规范:极限平衡衡法圆弧滑滑动面面折线滑滑动面面任意滑滑动面面毕肖普普法瑞典条条分法法简布法法斯宾索索萨尔玛玛法摩根斯斯坦-普赖斯斯边坡分分析与规范:极限平衡衡法传递系系数法法极限平平衡适适用条条件边坡数数值分析方法强度折折减系系数法法（SRM）应力极极限平平衡法法（SAM）GTSNX&SWS;有限元元法；；无需提提前假假定滑滑动面；可以体体现与与实际际接近的破坏现象；可显示示出潜潜在滑滑动面。提供应应力、、应变变、塑性区、内力等信息•GTSNX&SWS;有限元元法；；需提前前假设设滑动动面；输出一一系列列安全全系数及对应的滑滑动面面。提供应应力、、应变变、塑性区、内内力等等信息息。边坡数数值分析方法地层结结构法法衬砌&地层层共共同整整体内力平平衡变形协协调边坡数数值分析方法1、破坏坏面的的形状状或位位置不不需要要事先先假假定。。破坏坏“自然地地”发生在在土的抗抗剪强强度不不能抵抵抗剪剪应力力的地地带带。2、由于于有限限元法法引入入了变变形协协调的的本构构关关系，，因此此也不不必引引入假假定条条件。。保持持了了严密密的理理论体体系。。3、有限限元提提供了了应力力、变变形的的全部部信息息。边坡数数值分析方法强度折折减法法的原原理通过逐逐渐减减小抗抗剪强强度，，直到到计算算不收收敛为为止。。把把没有有收敛敛的阶阶段视视为破破坏，，将那那时的的最大大强度度折折减率率当做做边坡坡的最最小安安全系系数。。应力极极限平平衡法法的原原理使用有有限元元法对对边坡坡进行行应力力分析析，利利用应应力分分析析计算算结果果计算算极限限平衡衡法的的各假假想滑滑动面面上的的安安全系系数，，从中中寻找找到最最小的的安全全系数数及对对应的的临临界面面的方方法。。边坡数数值分析方法强度折折减法法的破破坏依依据0103滑动面面上的的位移移与应应变将将产产生突突变，，产生生很大大且且无限限制的的塑性性流动动滑面塑塑性区区贯通通是破破坏的的必要要条条件，，但不不是充充分条条件。。有限元元计算算都不不收敛敛，采采用力力和位位移移不收收敛作作为边边坡破破坏判判据02边坡分分析与规范边坡坡稳稳定定性性分分析析边坡的的工程程地质条件是否属于强强度破坏土质边边坡或或破破碎岩岩？折线滑滑动面面圆弧滑滑动面面NO条文5.2.3：结构构面破破坏YES破坏机机理复杂杂？YES数值极极限分析析法NOYESNOSAM或SRM分析岩质边边坡？YES赤平投投影法法或实实体比例投影法条文说说明5.2.2：边坡规模较小，结构面组合关系复杂的边坡5.2.3：边坡规模较大，可能沿基岩与覆盖层界面滑动的边坡。5.2.3：均质质土；；或岩岩质边坡存存在3组以上无无优势外外倾的结构面组组的边坡刚体极极限平平衡法法5.2.4：圆弧滑动：简化bishop法折折线滑滑动：：摩根斯坦-普赖斯法有限元元原理理单元离离散单元描描述整体组组装问题求求解[K]*[U]=[P]直接法法试试函数数法《有限限元分分析基基础教教程》》曾攀有限元元原理1、有限限元步步骤有限元元思想想化整为为零化曲为为直化无限限为有限2、有限限元方方程平衡方方程几何方方程有限元元原理物理方方程边界条条件有限元元原理直接法法试函数数[K]·[U]=[P]步骤选取待待求变变量选取试试函数数虚功原原理/最小势势能原原理有限元元原理3、有限限元求求解有限元元方程程E=1Mpav=0t=1单元离离散刚度矩矩阵的的组装装有限元元原理4、有限限元验验证《有限限元分分析基基础教教程》》曾攀P216位移结结果边界条条件u1=u2=u4=v4=v5=v6=0有限元元原理4、有限限元验验证《有限限元分分析基基础教教程》》曾攀P216手算结结果电算结结果有限元元原理4、有限限元验验证《有限限元分分析基基础教教程》》曾攀P216软件界界面介介绍软件注注册与重装重装前前三部部曲卸载清理注注册表表关闭杀杀毒软软件/user_cn/join.asp软件注注册与重装常见错错误Error1000按钮灰灰色：PID与模块块FailtorunC//………main.exe关于盗盗版账号输输入：：选项项-一般-许可证证软件界界面介介绍操作流流程结构单单元元析析取边界荷荷载载设设置网格划划分分扩扩展施工阶阶段段定定义几何模模型型生生成分析工工况况设设置材料属属性性输输入分析结结果果处处理常规选选择过滤器器坐标系系选择模模式鼠标操操作工作平平面视图查查看单单位位系统统常规选选择器器感谢聆聆听，，批评评指导THANKYOUTOLISTENTOCRITICISMGUIDANCE北京迈迈达斯斯技术术有限限公司司岩土技技术支支持邓兴旺旺midasytts@midasGTSNX中二维边边坡加固分析CONTENTS目录录1GTS加固二二维实实操边坡支支护形形式实实现边坡分分析注注意事事项GTS二维加加固实实操2.边坡加加固处处理理分析析3.边坡支支护方方案案比选选4.特殊工工况稳稳定定性分分析边坡数数值分析方法1.边坡稳稳定性性分分析边坡二二维加固支护类类型抗滑桩桩---梁单元锚索---植入式桁架架喷混---梁单元挡土墙墙—平面应变单元软件建建模实实操边坡各各种支支护形形式实实现边坡各各种支护形式实实现模型规规划——结构单单元选选择锚杆—植入式式桁架架框架梁梁—梁单元元模型规规划——结构单单元选选择土工格格栅面层-梁单元元面面层-板单元元边坡各各种支护形式实实现模型规规划——结构单单元选选择抗滑桩桩-梁单元元预应力力锚索索-梁单元元边坡各各种支护形式实实现模型规规划——结构单单元选选择卸荷板板式挡挡土墙墙锚定板板式挡挡土墙墙边坡各各种支护形式实实现模拟实实体，在长度方向向不一一致的的支护结构3D实体扶壁式式挡土土墙边坡各各种支护形式实实现模型规规划——结构单单元选选择实体抗抗滑桩桩边坡分分析注注意事事项边坡分分析注意事项3.1模型规规划边界范范围参数属属性支护形形式施工阶阶段模型对对比模型规规划3.2几何处处理几何包包含交叉分分割检查重重复检查边边区域域尺寸控控制几何部部分边坡分分析注意事项边坡分分析注意事项3.3材料参参数轻“本构”，重“强度”适用于于离散散材料料，适用于SRMSAM施工阶阶段分分析一定范范围内内准确确，当围压过小或过大时，结果的准确性会降低。。各种岩岩土工工程的的初步分析最常用用：M-C，三维空间中，函数不连续，收敛性不好，数值值计算困困难；；摩尔库库伦MC边坡分分析注意事项3.3材料参参数德鲁克克-普拉格格（D-P）不存在在尖顶顶处的的数值计算问题，国际常用；修正摩摩尔库库伦（（MMC）修正过过大压压力下下的屈服面问题；Es<E0<E弹性模量E在SRM分析中，不影响安全系数v与塑性区大小有关系，v越小，塑性区越大

三个模量

•

Eur=3E50ref=3Eoedref

应力幂相关指数m 0.5（硬土）~1（软土）边坡分分析注意事项3.3材料参参数剪切硬硬化：：摩擦擦角一般粘粘土材材料需需要勾勾选压缩硬硬化：：帽土体承承受较较大压压力时时勾选选，同同时填填写OCR粘聚力力、摩摩擦角角、膨膨胀角角参考M-C，膨胀角角=摩擦角角-30°参考压压力、、失效效率默认值值3.3网格处处理网格划划分网格重重命名名属性修修正结构析取植入式生成成网格部分边坡分析注意事项3.4边界荷载-施工阶段边界施加荷载施加施工阶段检查阶段求解类型施工阶段边坡分析注意事项计算结果潜在滑动面面位移轴力弯矩3.5计算结果边坡分析注意事项桩长14m17m20mFOS1.4581.4961.6233.6抗滑桩模拟拟通过激活不不同抗滑桩桩网格组模模拟不同同长度埋入入式抗滑桩桩边坡分析注意事项边坡稳定性分析的实现步步骤3.7滑坡推力边坡稳定性分析的实现步步骤3.7滑坡推力《有限元极极限分析法及其在边坡中的应用》-郑颖人边坡稳定性分析的实现步步骤3.7滑坡推力特定安全性性系数下的滑动面输出请求—每次迭代查看结果边坡稳定性分析的实现步步骤双强度折减减法原理粘聚力与摩摩擦角不同同步折减折减基本原原则：粘聚力折减减大于摩擦擦角最终安全性性系数：F=f(Fc,Fφφ）北京迈达斯斯技术有限限公司岩岩土技术邓邓兴旺midasytts@midasyantu@midasGTSNX三维边坡稳稳定性分析析目录CONTENTSGTS三维边坡实实例分析三维边坡建建模注意事事项三维边坡支支护形式实实现真三维边坡坡实例建模模GTS三维边坡建建模实操边坡数值分分析方法强度折减系系数法（SRM）GTSNX&SWS;有限元法；；无需提前假假定滑动面面；可以体现与与实际接近近的破坏现象；可显示出潜潜在滑动面面。提供应力、、应变、塑塑性区、内力等信息赤平投影法法+极限分析法法平面破坏楔形破坏倾倒破坏北京迈达斯斯技术有限限公司岩岩土技术邓邓兴旺midasytts@midasyantu@midasGTSNX三维边坡稳稳定性分析析三维边坡建建模注意事事项边坡分析注注意事项2.1模型规划边界范围参数属性支护形式施工阶段模型对比模型规划边坡分析注注意事项2.2几何处理CAD简化及导入入坐标原点附附近检查重复线线、短线线框闭合注意单位几何规划2.2几何处理几何包含交叉分割检查重复检查边区域域尺寸控制边坡分析注注意事项2.2几何处理边坡分析注注意事项2018版版本导入其其他结构建筑物、电电塔、桥梁梁选项-导入入-设置导入单位缩放几何模模型大小2.3网格