Update---新增SHANSEP材料模型(HYRCAN V1.90.0)

1 引言

HYRCAN是一个免费的二维极限平衡法(LEM软件)，用于评估土或岩石边坡圆形破坏面的安全系数。HYRCAN(包括有限元软件ADONIS)的最终目标是向岩土工程师和大学教师提供类似于商业软件包(FLAC, SLIDE, PLAXIS，Slope/W等)的服务，使用现代软件设计原理的免费框架为计算岩土力学提供新的工具以及为岩土工程的计算软件设立新的标准。过去两个月作为教学用途，向同学们介绍了这个软件的使用方法，同时比较了该软件与其它商业性软件---FLAC/Slope,SLIDE和PLaxis LE在不同场景下的计算结果：

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两天前，HYRCAN发布了最新版本V1.90.0(01/29/2022)，这个版本主要增加了SHANSEP 材料模型。

2 SHANSEP模型

SHANSEP代表着Stress History and Normalized Soil Engineering Property，这个模型用来描述土的不排干强度Su与有效覆盖层应力Singma_v之间的关系。Ladd and Foott (1974)指出土的不排干剪切强度与有效应力的比值是一个常量，这个常量可以用土的应力历史，即土的超固结比(OCR)来表示。在过去，我们对加拿大Alberta北部的油砂地区作过大量岩土工程勘察，其中一项任务是确定土的预固结应力和超固结比OCR[一个粘土预固结压力的经验计算方法]。

SHANSEP模型需要输入四个参数：

3 应用实例

下面这个例子用来分析一个坝体的稳定性。坝体坐落在一个粘土地基上，坝体使用Mohr-Coulomb模型，粘土地基使用SHANSEP模型。

脚本语言如下：

newmodel()set("failureDir","r2l")set("numSlice",50)set("unit","metric","waterUW",9.81)extboundary(25,10,95,10,95,40,70,40,50,30,25,30,25,10)matboundary(50,30,95,30)addwatertable(25,30,95,30)definemat("ground","matID",1,"matName","Embankment","cohesion",5)definemat("ground","matID",2,"strengthType","SHANSEP","matName","Clay Foundation","uw",19,"shansep_s",0.3,"shansep_ocr",2)assignsoilmat("matid",2,"atpoint",50,20)definelimits("limit",25,50,"limit2",70,95)set("Method","BishopSim","on","Method","GLE/M-P","on","Method","JanbuSim","on","Method","Spencer","on")compute()

4种方法计算的安全系数分别为：

Min. FOS for Bishop Simplified Method: 1.455

Min. FOS for GLE/M-P Method: 1.379

Min. FOS for Janbu Simplified Method: 1.33

Min. FOS for Spencer Method: 1.389