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《岩土·月半》特辑 GTS NX在高边坡工程中的应用 从入门到精通 从今天开始我们微信公众号连载马老师的《岩土·月半》特辑 GTS NX在高边坡工程中的应用从入门到精通，难得的好资料，马老师亲自手打，是我们的福气啊！ MIDASIT技术中心金牌讲师 岩土月半“二小姐”，讲师经验4年，北京交通大学岩土工程硕士，负责《岩土月半》网络课堂，MIDAS官方全国岩土群技术支持，全国岩土大客户技术支持、培训等工作，参与编写MIDAS岩土用户手册等技术资料。 常见问题解答1） 剩余下滑力的求解？剩余下滑力是传统边坡设计方法中的概念，在有限元普及的今天，很多设计院仍旧以剩余下滑力作为边坡设计的主要参量。除工程师熟悉的理正软件外，很多程序都可以实现该功能。 使用传统的刚体极限平衡法，需要预先假设滑动面，假设滑动面需要一定的工程分析经验，并且有很多因素，例如人工结构锚杆、抗滑桩等，软弱夹层，不良地质发育都无法充分判断，基于此，刚体极限平衡法具有一定的局限性。因此，根据边坡有限元分析的经验，可以使用有限元强度折减法得到边坡的滑动面，然后求此滑面的剩余下滑力，用此思路可以得到比较准确的滑面信息。 求解剩余下滑力，可以借助midas SoilWorks（SWS）软件实现。 执行以下操作步骤实现整个流程的分析： 第二步：求解剩余下滑力。 确定实际的潜在滑动面后，求解该滑动面对应的剩余下滑力即可。求解剩余下滑力是刚体极限平衡法的概念，因此仍旧借助极限平衡法的概念来进行。 ① 剔除抗滑段的线，确定滑动面：将滑面分析的模型另存一个新文件，命名为“下滑力确定”，删除网格组，将几何线框的抗滑段删除（因为对分析没有影响，下图中同时删除了另一深层下卧软弱层，），通过几何形状菜单下的命令，将滑面确定阶段确定的圆滑动面用弧线表示出来，见下图的弧线： 图113 设置滑动面位置 ②修改材料类型为LEM：打开极限平衡法菜单下的命令，选中材料左侧列表中定义好的材料，将模型类型直接切换为“摩尔-库伦（LEM）”，点击右下角“修改”，重复该操作，将所有材料类型都修改为“摩尔-库伦（LEM）”。 图114 修改材料性质  命令，生成智能曲面。选中某一个面或多个面后，从左侧工作树中按下鼠标左键拖动材料性质放置于选中的面上，赋予该面对应的属性（注意在选择面的时候，不要遗漏小块的面）：图115 生成LEM分析的智能曲面  命令，打开对话窗，边界组名称输入“最不利滑动面”，中心点选择“自动查找”，定义多边形破坏面类型选择“输入坐标”，表格中的坐标，在模型窗口的几何模型中，沿着圆弧滑动面的线选择关键点进行捕捉，点击“确认”。图116 设置滑动面 图117 滑动面边界 ⑤生成水位线：打开水位线命令 图118 模型效果 ⑥生成分析工况：切换到分析/设计主菜单，打开 提示：选择的条分法方式不同，计算出的剩余下滑力的数值也不同，每种条分法考虑的力或力矩的平衡及适用的滑动面也不同，这里选择Morgenstern-Price法，是因为该方法属于精确解，并且适用于任意形式的滑动面，具体参考分析原理方法1.1章节。
图119 LEM分析求解剩余下滑力
图120 设置分析控制选项 ⑦分析求解：点击 ⑧查看结果：程序自动切换至后处理，查看运行分析结果。
图121 去掉抗滑段的边坡安全系数 ⑨查看剩余下滑力：双击模型窗口中的条块，查看每个条块的受力情况。查看剩余下滑力，一般查看最后一个条块来自边坡滑动方向的推力即可。从下图看见，剩余下滑力为322.2KN/m。
图122 剩余下滑力 以上求解剩余下滑力的方式，其实还是依赖传统的极限平衡法，只是滑动面是基于有限元算法根据实际的应力状态求解出来的，相对来说，来经验判断的依赖比较少，滑动面也符合实际的破坏状态。 有些工程师习惯使用该方法：确定滑动面后，去掉抗滑段部分的土体，在滑动段距离坡脚2/3处设水平力（见图 123），求解滑动面的安全系数，通过不同试算，直到该滑动面的安全系数为1，则剩余下滑力正好等于水平推力，以此方法确定剩余下滑力的大小。
图123 通过添加水平力求剩余下滑力 小技巧： 假如使用假设抗滑段2/3高度处水平力+条分法求解剩余下滑力的，应注意选择条分方法，根据前文第1章1.1节的讲述，部分方法是忽略了条间水平力的影响的，因此，选错了方法可能会出现，水平力对安全系数没有影响的情况。
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