基于ANSYS强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型的制作方法

本发明属于边坡稳定性测试，具体涉及一种基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型。

背景技术：

1、对边坡的稳定性进行分析研究从而最大程度的减少由于边坡失稳带来的损失具有很大的现实意义。

2、对于常见的均质土坡，传统的边坡稳定分析方法有极限平衡法、极限分析法、滑移线场法等，但传统的方法无法得到滑体的具体受力与变形情况，具有很大的局限性。

3、目前，对于边坡稳定性的研究已经从理论研究过渡到通过数值模拟为实体工程提供技术支持。通过建立数值模型，得到影响边坡失稳的主要因素，从而对失稳边坡采取一定支护措施来提高其稳定性，为施工阶段提供了参考，具有很好的指导作用。但是，现有技术对影响边坡失稳的因素不够全面，还有一些风险因素没有考虑进去，分析结果不够客观。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型。

2、本发明的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，所述山区公路边坡稳定分析模型为：

3、

4、其中，fs为安全系数，c为黏聚力，为内摩擦角，e为弹性模量，υ为泊松比，γ为重度，h为边坡高度，θ为坡角；相关系数r＝0.959，r2＝0.625；

5、其中边坡稳定计算参数敏感性从大到小依次为：

6、所述安全系数与黏聚力的单因素敏感性分析的关系式为：

7、fs＝0.0326c+0.7624    (4)

8、式中：fs为安全系数；c为黏聚力；回归系数r2＝99.11％。

9、所述安全系数与内摩擦角的单因素敏感性分析的关系式为：

10、

11、式中：fs为安全系数；为内摩擦角；回归系数r2＝99.03％。

12、所述安全系数与重度的单因素敏感性分析的关系式为：

13、fs＝2.4921γ-0.289(γ≤30kn/m3)

14、fs＝-0.0038γ+1.0514(γ≤30kn/m3)  (6)

15、式中：fs为安全系数；γ为重度；回归系数r2＝99.62％(γ≤30kn/m3)和r2＝99.57％(γ≤30kn/m3)。

16、所述安全系数与边坡高度的单因素敏感性分析的关系式为：

17、fs＝2.8267h-0.401  (7)

18、式中：fs为安全系数；h为边坡高度；回归系数r2＝99.4％。

19、所述安全系数与坡角的单因素敏感性分析的关系式为：

20、fs＝26.739θ-0.849    (8)

21、式中：fs为安全系数；θ为坡角；回归系数r2＝99.19％。

22、所述的单因素敏感性分析的关系式是将数值采用d-p准则进行参数转换后再输入ansys中进行数值模拟计算得到的。

23、所述d-p准则采用dp3准则，进行参数转换后的黏聚力和内摩擦角分别为：

24、

25、式中：c3为转换后的黏聚力，为转换后的内摩擦角，k3和α3均为材料常数。

26、本发明的有益效果是，本发明的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，综合使用ansys和有限元强度折减法，选取了5个土体参数与2个边坡几何尺寸参数，优化了其他研究中分析因素不够全面的弊端，将影响因素单独分析与正交分析相结合，同时正交分析选取了方差分析法和极差分析法相互对照，更为综合全面的进行分析。

技术特征：

1.一种基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述山区公路边坡稳定分析模型为：

2.根据权利要求1所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述安全系数与黏聚力的单因素敏感性分析的关系式为：

3.根据权利要求1所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述安全系数与内摩擦角的单因素敏感性分析的关系式为：

4.根据权利要求1所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述安全系数与重度的单因素敏感性分析的关系式为：

5.根据权利要求1所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述安全系数与边坡高度的单因素敏感性分析的关系式为：

6.根据权利要求1所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述安全系数与坡角的单因素敏感性分析的关系式为：

7.根据权利要求2-6任一项所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述的单因素敏感性分析的关系式是将数值采用d-p准则进行参数转换后再输入ansys中进行数值模拟计算得到的。

8.根据权利要求7所述的基于ansys强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，其特征在于，所述d-p准则采用dp3准则，进行参数转换后的黏聚力和内摩擦角分别为：

技术总结本发明公开了一种基于ANSYS强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，所述山区公路边坡稳定分析模型为：其中，F<subgt;S</subgt;为安全系数，c为黏聚力，为内摩擦角，E为弹性模量，υ为泊松比，γ为重度，h为边坡高度，θ为坡角；相关系数R＝0.959，R<supgt;2</supgt;＝0.625；边坡稳定计算参数敏感性从大到小依次为：坡角θ＞黏聚力c＞内摩擦角＞边坡高度h＞重度γ＞弹性模量E＞泊松比υ。本发明的基于ANSYS强度递减法的山区公路边坡稳定分析模型，综合使用ANSYS和有限元强度折减法，选取了5个土体参数与2个边坡几何尺寸参数，优化了其他研究中分析因素不够全面的弊端，将影响因素单独分析与正交分析相结合，同时正交分析选取了方差分析法和极差分析法相互对照，更为综合全面的进行分析。技术研发人员：徐波,张强,马萌濛,董战营,王娟,陈宇飞,葛巍,李宗坤受保护的技术使用者：中国水利水电第十一工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16