1 引言
多年来,岩土工程数值模拟工程师朝着"一个模型,多个解答"的方向努力,意思是建立一个模型,然后可以不加修改地输入到不同计算程序中进行分析,然而这并不是一件容易做到的事情,大部分软件只能做到几何模型输入,其中最典型的通过dxf文件导入,也有少数软件能够同时进行两种不同类型的分析,例如SoilWorks【SoilWorks/Slope的创新工作---有限元(SRM)和极限平衡法(LEM)的集成】,而Plaxis能够把Plaxis LE的几何模型和材料数据同时导入,个人感觉这种方法反而比SoilWorks集成在一起的方法更方便和简洁。不过,这是目前正在试验的一种方法,其功能还不够完善。
2 导入过程
Plaxis LE 模型输入器需要激活远程脚本服务器才能导入,其原理类似于【测试PLAXIS与Python通讯方式的新变化】,当启动服务器后,选择已经建立的Plaxis LE模型,可以只输入模型的几何形状,也可以输入所有支持的属性。
按下Import按钮后便把Plaxis LE模型导入到Plaxis中,如下图所示。
Plaxis LE的这个模型来自于以前讨论过的一个题目【积水池(Ponded Water)边坡稳定性分析: HYRCAN, SLIDE, PLAXIS LE的结果比较】,更多的Plaxis LE讨论参看如下链接:
基于广义Hoek-Brown准则的边坡稳定性分析(Generalized Hoek-Brown)
3 导入结果
首先正确地导入了几何模型,不过不能在Plaxis中修改土层,地下水位未能导入,这可能是目前还不支持的属性。材料模型按Mohr-Coulomb导入,排水类型均按排水处理,Plaixs LE的单位重量转换为Plaxis的非饱和密度和饱和密度。粘结力和内摩擦角也能正确导入。
由于极限平衡法不考虑变形,在LEM中没有弹性模量和泊松比,因此在导入到Plaxis后,这两个参数为空,需要手工输入。一个更先进的算法是在导入的同时直接输入建议的弹性模量和泊松比以及土的饱和密度,但自动输入相对准确的参数值确实是非常困难的任务。因此在目前的阶段,需要人工输入或修改这些参数值。
4 增加水位
由于模型输入器不能导入地下水位,因此必须在"渗流条件"中“创建水位”,如下图所示。
5 计算结果
分三个步骤进行计算:初始阶段、塑性阶段、安全系数阶段。下图所示的是最后阶段的位移等值线图和应变剪切带图,计算的总体安全系数为1.297。按照【排干和不排干条件下堤坝的稳定性分析(stability of an embankment)】提出的方法 论,坡顶点近似达到稳态的安全系数为1.295,对应的位移为0.116m,可以认为这个值是边坡真实的位移。