visualslope岩土设计分析软件如何进行边坡稳定分析？ [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2020-08-17

边坡稳定分析

Visual Slope边坡稳定分析模块是根据广泛接受的极限平衡法的理论，Visual Slope第七版中加入了有限元方法。边坡稳定中的极限平衡法和有限元法的基本理论在Y. Huang (1983)的书中已详细讲述过，这里不再赘述。边坡稳定分析模块可用于土质边坡或岩石边坡或混合边坡，不论地质情况多么复杂。
Visual Slope提供以下分析方法：
1.       Bishop 法
2.       Janbu 法
3.       Spencer法
4.       Morgenstern-Price法
5.       有限元法
6.      概率分析法
Visual Slope可以是任何形式的破坏面，最普遍的破坏形式为：
1.       圆弧形破坏面
2.       平面形破坏面
3.       多边形破坏面
4.       组合形破坏面
5.       随机形破坏面
6.       用户定义的破坏面
以下各节将叙述怎样对以上各种破坏面进行分析。

圆弧形和随机破坏面

圆弧形和随机破坏面是由入口区和出口区来定义的（见图 18）。入口区是由两个水平坐标X1和X2来定义的，同样出口区也是由两个坐标X3和X4来定义的。用户也必须给出破坏面的数量。
要进行圆弧形或随机形破坏面的边坡稳定分析，先点击主页面上右边的分析板面上的边坡稳定分析键，边坡稳定页面就会弹出（图 19），选择圆弧形或随机形破坏面选项。然后用户需要输入X1到X4来定义进入口和出口的区域。更加方便的方法是点击坐标输入框右边的X键，然后将光标移至模型中相应的X坐标的位置，然后点击鼠标左键标示点就会垂直落到坡面上，若点击鼠标的右键标示点就会水平移动至坡面上，相应的水平坐标值就会自动输入至输入框中。
破坏面数量必须是整数，建议至少是500。
当以上5个数字定义了之后，按分析键。分析完毕后，用户可点击破坏面键，就能在模型中显示破坏面。请观看以下视频来了解边坡稳定分析的全过程，其中所用模型与建模视频中用的模型是相同的。

固定点

若采用这个选项，在给出固定点的坐标后，所有的坡坏面都会经过这个固定点。

视频演示

该视频演示边坡稳定分析的全过程。

图 18: 圆弧滑动破坏分析

图 19: 圆弧或不规则破坏分析设定页

用户定义的破坏面

用户可以定义自己所需的破坏面，分析的方法可根据破坏面的形状而定。用户定义的破坏面是由一系列坐标来定义的，用户可以逐个输入这些坐标，更方便的办法是用绘图法。绘图法是将破坏面从左到右逐渐画入。用户可以在输入表中点击X输入框，一个红色的键就会出现在输入框的右侧（图 20），在点击红色键后，将光标移至破坏面的控制点的位置再点击，该位置的坐标值就会被自动输入表中，同时破坏面的线条会出现在模型中。
重复以上的步骤，整个破坏面可以从左至右被画入模型，整个破坏面必须多于四个控制点。另外要指出的是破坏面的第一点和最后一点必须略高于坡面，分析时高于坡面的线段会被截断。
在破坏面定义后，将破坏面数量为1，然后点击分析键。分析完毕后，点击破坏面键，破坏面就会出现在模型中。

视频演示

请点击本视频观看用户可以定义坏面分析的全部操作过程。

多边形破坏面分析

Visual Slope极大地简化了多边形破坏面的设置过程。多边形破坏面的设置过程与用户定义破坏面的设置过程基本相同，只是增加了搜索宽度和破坏面的数量。搜索宽度是指在用户定义的破坏面上下的搜索范围，破坏面的数量是指搜索多少个破坏面，这个数字应不小于10。

图 20: 输入滑动面坐标

组合形破坏面分析

像图 21所示的，一个组合破坏面是由一段用户定义的破坏面和由程序搜索产生的圆弧形破坏面组合而成的。组合破坏面常被用来模拟土与岩石的接触面或用来模拟垃圾填埋场的粘土覆盖层与土工膜接融面之间的滑动等。组合破坏面中用来模拟接触面的那段是用“限止线”来定义的。两个圆弧段是由程序自动搜索产生的，类似于我们在圆弧形破坏面和随机破面分析章节中所讨论的内容。确定了组合破坏面后，参照图 19选择组合破坏面的选项，然后点击分析键。分析完毕后，按破坏面键，组合破坏面会显示在模型中。
用户在用限止线画组合破坏面时，限止线应画在靠较弱的材料边。如果接触面的强度低于原有土体的强度，Visual Slope也允许对接触面的强度进行折减。首先选择限止线，然后在线条编辑页面（图 22）的折减系数输入框中根据折减情况输入一个小于1的数字。

视

图 21: 组合型滑动面

图 22：设置折减系数

风险评估

在同一个工程中土体的抗剪强度变化很大，对于边坡稳定分析的风险评估也越来越受到重视。要进行风险评估就需要大量的土工试验以获得土工参数的变异系数。只有在获得了变异系数或者假设了变异系数之后才能进行风险评估。
要进行风险评估，用户在建立土体参数时必须给出粘聚力和摩擦角的变异系数（详见土体参数设置章节），并选择风险评估的选项。Visual Slope会给出边坡稳定安全系数的平均值，最低值和最高值，以及破坏可能性的百分比。

其他功能

地震分析

在边坡稳分析中若要包含地震因素的影响，参考图 19，选择地震因素的先项，然后输入水平和垂直地震加速度峰值，其单位为g，譬如输入0.25，代表0.25g。

强度折减

破坏面的强度在通常情况下低于原有的土体或岩石的强度，Visual Slope提供破坏面强度折减的功能来模拟这种情况。要对破坏面的强度进行折减，参考图 19，选择强度折减，然后输入一个小于1的折减系数。

极限状态法设计(LRFD)

根据FHWA最新的建议Visual Slope第七版修改了极限状态法设计的分析。在原来FHWA的设计方法中是对土体参数进行折减，而最新的FHWA的极限状态法的设计中建议对抗滑力折减25%，其结果与允许应力法的结果比较一致。要进行极限状态法设计，只要选择LRFD，余下的和原来的分析方法一样。

分析报告

在计算分析后，Visual Slope会提供详细的图形和文字报告。查看文字报告，在边坡稳定分析页面上点击分析报告键。报告中有详细的输入数据和计算分析结果。要产生图形报告，选择图形的种类，图形报告就会产生。文字和图形报告可以被转化成不同的报告形式如PDF，WORD或EXCEL等。

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