(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210982915.1 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 中国水利水电第十四工程局有限公 司 地址 650041 云南省昆明市中国 （云南） 自 由贸易试验区昆明片区官渡区环城东 路192 申请人 天津大学 (72)发明人 侯孝军　肖小伟　孔买群　黎晓开　 刘洁娜　赵思黎　蔡彬　 (74)专利代理 机构 昆明正原 专利商标代理有限 公司 53100 专利代理师 金耀生 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/13(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种公路边坡稳定性的数值模拟方法 (57)摘要 本发明公开了一种公路边坡稳定性的数值 模拟方法， 包括以下步骤： 首先根据地质断面图 导入底图， 利用CAD软件构建公路边坡三维模型， 然后将构建好的模型导入到HyperM esh软件中进 行布尔运算并完成 网格剖分， 完成后使用AB AQUS 软件进行前处理， 对已剖分完毕的网格赋予材质 参数， 设置强度折减分析步、 边坡所受荷载与桩 土接触关系， 并对强度折减系数进行设定， 然后 选择公路边坡路基下方的边坡角点作为监测点， 监测其位移为折减系数的变化关系， 以位移突变 拐点作为边坡安全系数的取值依据， 最后综合变 化关系和安全系数的取值来评估公路边坡稳定 性。 本发明的一种公路边坡 稳定性的数值模拟方 法能够有效模拟边坡 稳定性， 验证堆积体边坡加 固措施的合理性与安全性。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 115329636 A 2022.11.11 CN 115329636 A 1.一种公路边坡稳定性的数值模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 根据地质断面图建立公路边坡的CAD三维模型； 步骤二： 将所述边坡的CAD三维模型导入HyperMesh软件中进行布尔运算， 并对边坡土 体、 支护结构、 泡沫轻质土填筑体以及路面结构层区域的模型进 行网格剖分， 再对不同材质 的网格设置集 合； 步骤三： 将剖 分完成的网格文件导入ABAQUS软件中， 并通过前处理模块对有限元网格 赋予材质参数， 再增设强度折减分析步， 然后对公路边坡模型施加重力荷载与边界条件， 然 后设置支护结构模型中抗滑桩的桩土接触关系， 再然后设定岩土体强度折减区域和折减参 数； 步骤四： 通过后处理文件模块输出通过公路边坡模型计算的位移与等效塑性应变结 果， 并基于有限元强度折减法对公路边坡稳定性进行数值分析， 最后根据所述应变结果和 数值分析评估公路边坡整体的稳定性。 2.根据权利要求1所述的一种公路边坡稳定性的数值模拟方法， 其特征在于， 所述步骤 一包括以下步骤： 首先,对需要进行稳定性分析的公路边坡工程区域范围内进行选取典型横断面， 以所 选取的典型横断面 为底图建立公路边坡的CAD三维模型； 然后， 根据公路边坡现场搜集的边坡数据作为公路边坡模型参数， 在公路边坡模型中 进行布尔运 算， 建立边坡土体、 支护结构、 泡沫轻质土填筑体以及路面结构层的结构模型。 3.根据权利要求1所述的一种公路边坡稳定性的数值模拟方法， 其特征在于， 所述步骤 二包括以下步骤： 首先， 将建成公路边坡的CAD三维模型导入HyperMesh网格剖分软件中， 按照边坡土体、 支护结构、 泡沫 轻质土填筑体以及路面结构层区域结构分别对公路边坡模 型进行区域剖分 并建立不同的集 合， 网格均采用三维 实体单元； 然后， 对公路边坡模型的路基结构与边坡土体相交的部位选取较小的网格尺寸， 对于 相同材质的边 缘区域选用较大的网格尺寸； 最后， 对已有网格进行名称的定义和网格属性的添加。 4.根据权利要求3所述的一种公路边坡稳定性的数值模拟方法， 其特征在于， 所述步骤 二还包括 以下步骤： 所述网格之间采取共节点处理， 并对抗滑桩 （3） 与周围土体网格进行 detach分离处理。 5.根据权利要求1所述的一种公路边坡稳定性的数值模拟方法， 其特征在于， 所述步骤 三包括以下步骤： 首先， 将剖 分完毕的网格导入至ABAQUS软件中进行前处理， 选取需要参与强度折减的 块石土 （2） 土体区域设置单独的点 集合； 第二步， 对岩土体与建筑材 料属性赋值， 分别选择弹 塑性本构或线弹性本构模型； 第三步， 设置计算分析步， 所述分析步包括外荷载通用分析步和强度折减通用分析步； 第四步， 对公路边坡 模型设置 外荷载， 并对公路边坡 模型施加边界条件； 第五步， 对公路边坡 模型的抗滑桩3与岩土体设置 接触关系； 最后， 选定计算变量， 提交计算 运行程序。 6.根据权利要求1所述的一种公路边坡稳定性的数值模拟方法， 其特征在于， 所述步骤权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329636 A 2四包括以下步骤： 首先， 根据计算输出 结果得到公路边坡 模型的稳定性情况； 第二步， 再公路边坡模型上选取监测点进行后处理， 再生成该点处位移随强度折减系 数的变化关系曲线； 第三步， 根据 所述关系曲线位移突变处 的折减系数判断公路边坡室温时的安全系数取 值； 第四步， 通过公路边坡模型的塑性 区是否从坡角处贯穿至坡顶形成圆弧面进一步验证 所述安全系数 取值； 最后， 综合所述关系曲线位移突变处 的折减系数和公路边坡模型的塑性贯通 区的贯通 性来评价公路边坡的稳定性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329636 A 3