强度折减理论在Abaqus中的实现

2016-12-21 by:CAE仿真在线来源:互联网

强度折减法是进行边坡稳定性有限元分析的常用方法,直接通过有限元分析获得一个安全系数,不仅保持了有限元在模拟复杂问题上的优点,而且概念明确,结果直观,在工程中得到越来越多的应用。

Abaqus中并没有直接提供强度折减法,但其实现是比较简单。

强度折减法的实质就是材料的粘聚力和内摩擦角逐渐减小,从而导致某单元的应力超过了屈服面,不能承受的应力将逐步转移到周围土体单元中,当出现连续滑动面,即形成屈服点贯通面之后,土体将失稳。在Abaqus中,材料的参数是可以随温度、场变量变化的,所以在Abaqus中实现强度参数的减少过程,即可以间接地实现强度折减法。

高H=10.0m,坡角β=45度的均匀土坡,土体容重为γ=20KN/m3,粘聚力=12.38kpa,摩擦角φ=20度。若按极限平衡法分析,本算例的土坡稳定安全系数为1.0。

利用abaqus提供的combine函数,可绘制FV1随U1的变化关系。由图4可知,若以数值计算不收敛作为土坡稳定的评价标准,对应的FV1为1.06,即安全系数Fs=1.06。同时在关系曲线上有一明显的拐点,若以位移的拐点作为评价标准,则安全系数Fs=0.99。这两个数值与极限平衡分析方法给出的Fs=1.0较接近,说明本例可行。