midas边坡分析方法及加固

1、MIDAS边坡分析方法及界面介绍北京迈达斯技术有限公司 岩土技术支持 邓兴旺midastscCONTENTS目 录1边坡分析方法与规范有限元原理软件界面介绍边坡分析方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，按土体种类又可分类为粘性土边坡、 黄土边坡、膨胀土边坡、堆积土边坡、填土边坡等岩质边坡：整个边坡均由岩体构成，按岩体的强度可以分为硬岩边坡、黄 土边坡和风化土边坡等；按结构类型可分为整体块（巨块状）边坡、块状 边坡、层状边坡、碎裂状边坡、散体状边坡。岩土混合边坡：边坡下部为岩层，上部为土层，即所谓的二元结构的边坡。边坡分析与规范5.2.2 边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡

2、法， 对结构复杂的岩质边坡，可结合采用极射赤平投影 法和实体比例投影法；当边坡破坏机制复杂时，可采用数值极限分析法。 对于在地震作用下，抗剪强度降低大于 15% 时的土质滑坡，可采用基于数值分析的动 力极限平衡法或动力强度折减法进行稳定性分 析 滑坡体地下水渗流稳定性可采用非稳定 流数值模拟法进行分析。7.1. 1 滑坡稳定性评价和推力计算应根据滑面类型和 滑体物质组成、地质条件的复杂性选用极限平衡法 或数值模拟强度折减法。7.1.6 对地质条件复杂，或支挡工程组合结掏复杂的 滑坡，宜采用数值模拟方法进行设计和校验。 埋人式抗滑桩的设计宜采用有限元强度折减 法进行，设计安全系数采用强度储备安全

3、系数，计算 公式参见附录 E.5.2.3 计算沿结构面滑动的稳定性时，应依据结构面 形态采用平面或折线形滑面。计算土质边坡、极软 岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时，可采 用圆弧形滑面。对于破坏机制复杂的边坡,难以采用传统的方法计算,目前国外和国内水利水电部门已广泛采用数值极限 分析方法进行计算。数值极限分析方法与传统极限 分析方法求解原理相同、只是求解方法不同两种方 法得到的计算结果是一致的,对复杂边坡传统极限分 析方法无法求解,需要作许多人为假设影响计算精度, 而数值极限分析方法适用性广,不另作假设就可直接 求得。边坡分析与规范边坡分析与规范:极限平衡法建筑边坡工程技术规范GB5033

4、0-2013条文5.25.3一、方法选择边坡抗滑稳定性分析设计可采用刚体极限平衡法；对结构复杂的岩质边坡，可结合采用极射赤平投影法和实体比例投影法； 当边坡破坏机制复杂时，可采用数值极限分析法。二、滑动面定义计算沿结构面滑动的稳定性时，应根据结构面形态采用平面或折线形滑面。计算土质边坡、极软岩边坡、破碎岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时，可采用圆弧形滑面。极限平衡法：圆弧形：简化Bishop法；折线形：传递系数隐式法/Morgan-Price法。 三、稳定状态判断除校核工况外，边坡稳定状态可分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定四种状态，可按下表确定。非煤露天矿边坡工程技术规范 GB51016

5、-2014条文说明5.1.4边坡分析与规范:极限平衡法圆弧滑动面折线滑动面任意滑动面毕肖普法瑞典条分法简布法斯宾索萨尔玛法摩根斯坦-普赖斯边坡分析与规范:极限平衡法传递系数法极限平衡适用条件边坡数值分析方法强度折减系数法（SRM）应力极限平衡法（SAM）GTS NX&SWS;有限元法；无需提前假定滑动面；可以体现与实际接近的破坏现象；可显示出潜在滑动面。提供应力、应变、塑性区、内力等信息GTS NX&SWS;有限元法；需提前假设滑动面；输出一系列安全系数及对 应的滑动面。提供应力、应变、塑性区、 内力等信息。边坡数值分析方法地层结构法衬砌&地层 共同整体内力平衡变形协调边坡数值分析方法1、破坏

6、面的形状或位置不需要事 先假定。破坏“自然地”发生在土的抗剪强度不能抵抗剪应力的 地带。2、由于有限元法引入了变形协调的本构 关系，因此也不必引入假定条件。保持 了严密的理论体系。3、有限元提供了应力、变形的全部信息。边坡数值分析方法强度折减法的原理通过逐渐减小抗剪强度，直到计算不收敛为止。 把没有收敛的阶段视为破坏，将那时的最大强度 折减率当做边坡的最小安全系数。应力极限平衡法的原理使用有限元法对边坡进行应力分析，利用应力分 析计算结果计算极限平衡法的各假想滑动面上的 安全系数，从中寻找到最小的安全系数及对应的 临界面的方法。边坡数值分析方法强度折减法的破坏依据0103滑动面上的位移与应变

7、将产生突变，产生很大 且无限制的塑性流动滑面塑性区贯通是破坏的必 要条件，但不是充分条件。有限元计算都不收敛，采用力和位 移不收敛作为边坡破坏判据02边坡分析与规范边 坡 稳 定 性 分 析边坡的工程地质条件是否属于强度破坏土质边坡 或破碎岩？折线滑动面圆弧滑动面NO条文5.2.3：结构面破坏YES破坏机理复杂？YES数值极限分析法NOYESNOSAM或SRM分析岩质边坡？YES赤平投影法或实体比例投影法条文说明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：均质土；或岩质边坡存在3组以上无 优势外倾的结构面组的边坡刚体

8、极限平衡法5.2.4：圆弧滑动：简化bishop法 折线滑动：摩根斯坦-普赖斯法有限元原理单元离散单元描述整体组装问题求解K*U=P直接法 试函数法有限元分析基础教程 曾攀有限元原理1、有限元步骤有限元思想化整为零化曲为直化无限为有限2、有限元方程平衡方程几何方程有限元原理物理方程边界条件有限元原理直接法试函数KU=P步骤选取待求变量选取试函数虚功原理/最小势能原理有限元原理3、有限元求解有限元方程E=1Mpa v=0 t=1单元离散刚度矩阵的组装有限元原理4、有限元验证有限元分析基础教程 曾攀 P216位移结果边界条件u1=u2=u4=v4=v5=v6=0有限元原理4、有限元验证有限元分析基

9、础教程 曾攀 P216手算结果电算结果有限元原理4、有限元验证有限元分析基础教程 曾攀 P216软件界面介绍软件注册与重装重装前三部曲卸载清理注册表关闭杀毒软件/user_cn/join.asp软件注册与重装常见错误Error1000按钮灰色：PID与模块Fail to run C/main.exe关于盗版账号输入：选项-一般-许可证软件界面介绍操作流程结构 单元 析取边界 荷载 设置网格 划分 扩展施工 阶段 定义几何 模型 生成分析 工况 设置材料 属性 输入分析 结果 处理常规选择过滤器坐标系选择模式鼠标操作工作平面视图查看 单位系统常规选择器感谢聆听，批评指导THANK YOU TO

10、LISTEN TO CRITICISM GUIDANCE北京迈达斯技术有限公司 岩土技术支持 邓兴旺midasyttsmidas GTS NX 中 二维边坡加固分析CONTENTS目 录1GTS加固二维实操边坡支护形式实现边坡分析注意事项GTS二维加固实操2.边坡加固 处理分析3.边坡支护 方案比选4.特殊工况 稳定性分析边坡数值分析方法1.边坡稳定 性分析边坡二维加固支护类型抗滑桩-梁单元锚索-植入式桁架喷混-梁单元挡土墙平面应变单元软件建模实操边坡各种支护形式实现边坡各种支护形式实现模型规划结构单元选择锚杆植入式桁架框架梁梁单元模型规划结构单元选择土工格栅面层-梁单元 面层-板单元边坡各种

11、支护形式实现模型规划结构单元选择抗滑桩-梁单元预应力锚索-梁单元边坡各种支护形式实现模型规划结构单元选择卸荷板式挡土墙锚定板式挡土墙边坡各种支护形式实现模拟实体，在长度方 向不一致的支护结构3D实体扶壁式挡土墙边坡各种支护形式实现模型规划结构单元选择实体抗滑桩边坡分析注意事项边坡分析注意事项3.1 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3.2 几何处理几何包含交叉分割检查重复检查边区域尺寸控制几何部分边坡分析注意事项边坡分析注意事项3.3 材料参数轻“本构”，重“强度”适用于离散材料，适用于SRMSAM施工阶段分析一定范围内准确，当围压过小或过大时，结果的准确性会降低。 各种

12、岩土工程的初步分析最常用：M-C，三维空间中，函数不连续，收敛性不好，数值 计算困难；摩尔库伦MC边坡分析注意事项3.3 材料参数德鲁克-普拉格（D-P）不存在尖顶处的数值计算问题，国际常用；修正摩尔库伦（MMC）修正过大压力下的屈服面问题；EsE0E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m0.5（硬土）1（软土）边坡分析注意事项3.3 材料参数剪切硬化：摩擦角一般粘土材料需要勾选压缩硬化：帽土体承受较大压力时勾选，同时填写OCR粘聚力、摩擦角、膨胀角参考M-C，膨胀角=摩擦角-30参

13、考压力、失效率默认值3.3 网格处理网格划分网格重命名属性修正结构析取植入式生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 抗滑桩模拟通过激活不同抗滑桩网格组 模拟不同长度埋入式抗滑桩边坡分析注意事项边坡稳定性分析的实现步骤3.7 滑坡推力边坡稳定性分析的实现步骤3.7 滑坡推力有限元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骤3.7 滑坡推力特定安全性系数下的滑动面输出请求每次迭代

14、查看结果边坡稳定性分析的实现步骤双强度折减法原理粘聚力与摩擦角不同步折减折减基本原则：粘聚力折减大于摩擦角最终安全性系数：F=f(Fc,F）北京迈达斯技术有限公司岩土技术邓兴旺 midasytts midasyantumidas GTS NX三维边坡稳定性分析目 录CONTENTSGTS三维边坡实例分析三维边坡建模注意事项三维边坡支护形式实现真三维边坡实例建模GTS三维边坡建模实操边坡数值分析方法强度折减系数法（SRM）GTS NX&SWS;有限元法；无需提前假定滑动面；可以体现与实际接近的破坏现象；可显示出潜在滑动面。提供应力、应变、塑性区、内力等信息赤平投影法+极限分析法平面破坏楔形破坏倾

15、倒破坏北京迈达斯技术有限公司岩土技术邓兴旺 midasytts midasyantumidas GTS NX三维边坡稳定性分析三维边坡建模注意事项边坡分析注意事项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意事项2.2 几何处理CAD简化及导入坐标原点附近检查重复线、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尺寸控制边坡分析注意事项2.2 几何处理边坡分析注意事项2018版本导入其他结构建筑物、电塔、桥梁选项-导入-设置导入单位缩放几何模型大小2.3 网格处理边坡分析注意事项网格过渡性好，划分速度 快，尤其是对于有尖角与 不规则形状四面体网格网格计算结果精度高，网 格质量高，颜值高混合网格网格划分顺序先内后外先小后大先不规则后规则外部网格：内部网格4投影、映射2.4 分析控制边坡分析注意事项分析类型线性静力非线性静力施工阶段应力应力-渗流-边坡应力非线性时程热应力分析边坡稳定分析边坡稳定SRM边坡稳定SAM非线性时程+SRM动力分析非线性时程+SRM特征值分析线性时程分析非线性时程分析等效线性分析三维边坡支护形式实现边坡支护形式教学时间绘制线段曲线印刻析取网格框架梁绘制线段自动印刻内部线网格转动约束1D抗滑桩绘制线段扩展几何布尔运算实体抗滑桩边坡支护形式教学时间扩展切割面切割实体绘制网格三维切坡边坡扩展&布尔运