第二十零章 边坡稳定性分析

1. 定义文件名
GUI：Utility Menu︱File︱Change Jobname
操作后弹出一个对话框，在输入栏中输入“Slope Stability”，单击OK。

2. 定义单元和材料常数
（1）定义单元
因为13.0版本对单元库有些调整，PLANE42不能使用GUI单元库定义，只能输入单元编号进行定义，其方法为如下GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Element Type︱Add/Edit/Delete
操作后弹出对话框，单击Add，在弹出对话框的右边下面输入42，单击OK。
（2）定义单元关键字
在单元类型对话框中，单击Options按钮，设置关键字K3为平面应变（Plane strain）。
（3）定义单元材料常数
GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Material Props︱Material Models
操作后弹出一个对话框，单击Structural︱Liner︱Elastic︱Isotropic,又弹出一个输入材料属性的对话框，输入EX=20E6，PRXY=0.3，单击OK，单击Density，输入DENS=1827；设置材料的应力应变关系为D-P模型，单击Structural︱Nonlinear︱Inelastic︱Non-metal Plasticity︱Drucker-Prager，在弹出的对话框中输入粘聚力（Cohesion）为6406.1，摩擦角（Fric Angle）为3.8518，单击OK，选择Material︱Exit，推出面板。

3. 建立模型
（1）定义关键点
GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Keypoints︱In Active CS
在弹出的对话框中输入NPT=1，X=0，Y=0，Z=0，单击Apply；继续输入NPT=2，X=15，Y=0，Z=0，单击Apply；继续输入NPT=3，X=15，Y=0，Z=0，单击Apply；继续输入NPT=4，X=10，Y=8，Z=0，单击Apply；继续输入NPT=5，X=5，Y=4，Z=0，单击Apply；继续输入NPT=6，X=0，Y=4，Z=0，单击OK。
（2）通过关键点建立面
GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Areas︱Arbitrary︱Through KPs
操作后弹出拾取对话框，用鼠标按顺序拾取关键点1，2，3，4，5和6，单击OK。

4. 网格划分
（1）打开网格划分工具面板
GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱MeshTool
（2）设置单元尺寸
选择网格划分工具面板Size Controls中Global的Set，在弹出的对话框的SIZE选项中输入0.2，单击OK。
（3）单击网格划分工具面板中的Mesh按钮，弹出拾取对话框，单击Pick All。

5. 设置分析类型
（1）设置静力学分析
GUI：Main Menu︱Solution︱Analysis Type︱New Analysis
在弹出的对话框中选中Static，含义为进行静力学问题求解。
（2）设置分析选项
GUI：Main Menu︱Solution︱Analysis Type︱Analysis Options
弹出分析选项设置对话框，激活大变形分析（Large deform effects），设置牛顿-拉普森选项（Newton-Raphson option）为完全法（Full N-R），设置完毕后，单击OK。

6. 定义边界条件
（1）定义位移约束
GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Loads︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Displacement︱On Lines
弹出拾取对话框，用鼠标拾取模型的左右边界线L和L2，单击Apply，在弹出对话框中的DOFs to be constrained的选项中选择UX，其他保持默认设置，单击Apply，弹出拾取对话框，用鼠标拾取模型底边L1，单击OK，在弹出对话框中的DOFs to be constrained的选项中选择ALL DOF，单击OK。
（2）定义重力载荷
GUI：Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Inertia︱Gravity︱Global
在弹出的对话框中输入ACELY=9.8，单击OK。

7. 开始求解
GUI：Main Menu︱Solution︱Current LS
弹出求解对话框，单击OK。

8. 后处理
（1）设置云图字体
GUI：Utility Menu︱PlotCtrls︱Font Controls︱Legend Font
弹出字体大小选择对话框，设置字体大小为三号。
（2）查看Y方向位移云图
GUI：Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Contour Plot︱Nodal Solu
弹出节点求解数据（Contour Nodal Solution Date）对话框，选择Nodal Solution︱DOF Solution︱Y-Component ofDisplacement，在比例因子选项中设置Auto Calculated为自动计算比例，单击OK，效果如图20-3所示。
（3）查看等效塑性应变
GUI：GUI：Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Contour Plot︱Nodal Solu
弹出节点求解数据（Contour Nodal Solution Date）对话框，选择Nodal Solution︱Plastic Strain︱von Mises plastic strain，单击OK，如图20-4所示。

图20-3 边坡Y方向位移云图

图20-4 边坡等效塑性应变云图