flacd软件隧道支护与开挖命令流

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FLAC模拟隧道开挖支护的实例

FLAC模拟隧道开挖支护的实例
b_mod2=E_mod2/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio2))
end
set E_mod1=0.6e9 p_ratio1=0.27 E_mod2=0.8e9 p_ratio2=0.26
derive
prop bulk b_mod1 shear s_mod1 cohe 1.8e6 tens 0.8e6 fric 30 range z 4.5 20
; mohr-coulomb model
model mohr
def derive
s_mod1=E_mod1/(2.0*(1.0+p_ratio1))
b_mod1=E_mod1/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio1))
s_mod2=E_mod2/(2.0*(1.0+p_ratio2))
gen zon cshell p0 0 0 0 p1 6.0 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 5.0 &
size 4 20 6 4 dim 5.6 4.6 5.6 4.6 rat 1 1 1 1 group 初期支护
gen zon cshell p0 0 0 0 p1 5.6 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 4.6 &
;FLAC3D3.0在某隧道工程开挖支护中的应用
;隧道建模命令流入下:
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size 4 20 6 4 dim 6 5 6 5 rat 1 1 1 1 group 围岩
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FLAC模拟隧道开挖支护的实例

FLAC模拟隧道开挖支护的实例

FLAC模拟隧道开挖支护的实例FLAC3D3.0在某隧道工程开挖支护中的应用隧道建模命令流入下:set log onset logfile yang.loggen zon radcyl p0 0 0 0 p1 9.0 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 8 &size 4 20 6 4 dim 6 5 6 5 rat 1 1 1 1 group 围岩gen zon cshell p0 0 0 0 p1 6.0 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 5.0 &size 4 20 6 4 dim 5.6 4.6 5.6 4.6 rat 1 1 1 1 group 初期支护gen zon cshell p0 0 0 0 p1 5.6 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 4.6 &size 4 20 6 4 dim 5.0 4.0 5.0 4.0 rat 1 1 1 1 group 二次衬砌 fill group 原岩gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 0 -8.0 p2 0 50 0 p3 9.0 0 0 &size 4 20 6 4 dim 3 6 3 6 rat 1 1 1 1 group 围岩2gen zon cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -3.0 p2 0 50 0 p3 6.0 0 0 &size 4 20 6 4 dim 2.6 5.6 2.6 5.6 rat 1 1 1 1 group 仰拱初期支护gen zon cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -2.6 p2 0 50 0 p3 5.6 0 0 &size 4 20 6 4 dim 2 5 2 5 rat 1 1 1 1 group 仰拱二次衬砌 fill group 仰拱原岩gen zone reflect normal -1 0 0gen zone radtun p0 0 0 0 p1 45 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 20 &size 3 20 3 12 dim 9 8 9 8 rat 1 1 1 1.1 group 围岩3gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z 0 20gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z -8 -20gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z -20 20gen zon brick p0 -45 0 -20 p1 -45 0 -40 p2 -45 50 -20 p3 45 0 -20 &size 5 20 6 rat 1.1 1 1 group 围岩4save tun_model.sav假设围岩岩体符合mohr-coulomb本构模型,给围岩赋参数命令流如下,; mohr-coulomb modelmodel mohrdef derives_mod1=E_mod1/(2.0*(1.0+p_ratio1))b_mod1=E_mod1/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio1))s_mod2=E_mod2/(2.0*(1.0+p_ratio2))b_mod2=E_mod2/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio2))endset E_mod1=0.6e9 p_ratio1=0.27 E_mod2=0.8e9 p_ratio2=0.26deriveprop bulk b_mod1 shear s_mod1 cohe 1.8e6 tens 0.8e6 fric 30 range z 4.5 20prop bulk b_mod2 shear s_mod2 cohe 2.8e6 tens 1.0e6 fric 35 range z -40 4.5ini dens=2300set grav 0 0 -10; boundary and initial conditionsapply szz -1.4e6 range z 19.9 20.1fix z range z -40.1 -39.1fix x range x -45.1 -44.9fix x range x 44.9 45.1fix y range y 49.9 50.1hist unbalhist gp xdis 6.0,0,0hist gp zdis 0,0,5hist gp xdis 6.0,50,0hist gp zdis 0,50,5plot hist 3solvesave tun_nature.sav对后面计算而言,模型建立时岩体在开挖前认为位移已经终了,因此需要对位移进行“清零”,而应力可以保留。

基于FLAC3D的高速公路隧道两种开挖方式稳定性分析

基于FLAC3D的高速公路隧道两种开挖方式稳定性分析

基于FLAC3D的高速公路隧道两种开挖方式稳定性分析采用数值计算对高速公路隧道施工过程进行分析,得到了施工过程中围岩的变形和支护结构的受力状态。

结果表明,随着开挖的推进,中隔墙上部以及洞侧壁处围压变形和应力较为集中,易产生相关地质灾害。

所以,在相关工程施工过程中应该对以上部位进行高质量的支护防灾。

对于底部在中墙位置隆起较为严重,所以应该加强此处的加固措施,条件允许是可开挖较深施做浅基础。

标签:隧道;围岩;数值计算1 概述近年来,随着经济建设及基础设施的快速发展,我国对于高速公路的需求越为强烈。

为更好的选线施工,减少施工期间地质灾害的威胁,方便施工以及满足交通需求,必须开山造路或者凿洞通路,这也就面临隧道开挖相关复杂地质问题。

目前,山岭隧道越来越多,比如川兰铁路的山岭隧道占到了线路总长的一半,而山岭隧道所遇到的围岩复杂多变,构造运动影响强烈,隧道断面的跨度也越来越大,所以不同的断面形式在一定方面适应复杂地区隧道的开挖。

随着开挖期间的多期次开挖扰动使得岩体强度明显减弱,岩体破碎严重,其自身稳定性明显降低,同时也造成后期施工难度加大,软弱夹层地带更为明显,易产生类型及机制较为复杂的地质灾害。

本文在基于FLAC数值软件的计算下,主要对Ⅵ级围岩下的大跨度隧道在不同的开挖方式下其对应围岩稳定性进行对比分析研究。

2 计算方案2.1 计算模型某隧道长约270m,围岩为Ⅴ、Ⅵ级,开挖跨径最大为37.0m,埋深最大为75m。

研究区地貌主要为侵蚀山地和剥蚀山地,地层岩性主要为人工填土、碎石、粉砂泥质岩和泥岩组成,隧道入口所出露岩性为残破积亚粘土夹碎石。

整个隧道橫穿山岭地带,且隧道入口比较陡峭,坡度角约为50°,隧道出口较入口比较缓,坡角约30°。

以隧道入口所出露岩性为研究对象,运用FLAC3D软件建立三维地质及结构模型(见图1)。

由于数值模型的建立必然会受到边界效应的影响,所以在所建模型之时,将模型埋深取为48.5m,隧道左右内壁距模型边缘均为50m,沿隧道垂直走向方向长度为120m,隧道内壁顶部距底部边界为40m,沿隧道走向方向长度为10m。

FLAC-3D深基坑的开挖与支护的命令流

FLAC-3D深基坑的开挖与支护的命令流

FLAC D3深基坑的开挖与支护的命令流一、实例工程南宁地区地层属于河流阶地二元地层,广泛分布有较厚的圆砾层,国内尚无在类似地层条件下建设地铁基坑的经验,为此,可使用FLAC3D 对基坑开挖的全过程进行三维数值模拟,在对比实测数据的基础上,总结圆砾层中地铁车站深基坑的地下连续墙水平变形及周围地表沉降变形特征。

该基坑位于大学路与明秀路交叉路口处,沿大学东路东西向布置。

车站基坑长465m,标准断面宽度为20.7m,为地下两层式结构,底板埋深为15.535m(相对地面),顶板覆土厚度大于3m。

本工程主体建筑面积21163.6m2,主要结构形式为双柱三跨框架箱型结构。

本工程所处的大学路为南宁市东西向的主要交通枢纽,车流量大,人流密集,地面条件复杂。

基坑施工采用明挖顺作法施工,围护结构为800mm厚地下连续墙+内撑(三道内支撑加一道换撑)的支护体系。

第一道支撑采用钢筋混凝土支撑,尺寸为800×900mm,冠梁同时作为第一道钢筋混凝土支撑的围檩。

第二、三道支撑及换撑使用钢支撑并施加预加力,直径为609mm,壁厚为t=16mm,斜撑段采用800×1000mm钢筋砼腰梁,其余为2×I45C 钢围檩。

二、模型建立建模工作由两部分组成,实体模型部分,包括土体和地下连续墙;结构单元部分,包括混凝土支撑和钢支撑。

根据对称性原理,拟选取1/2 的实际工程尺寸进行分析。

考虑到实际的基坑长度将近500m,根据以往的经验,选取全部长度的一半虽然能够得到满意的结果,但是由于中间部分的基坑基本处于同样的受力状态,这样会使大部分的计算长度变为重复的计算,降低了计算效率。

根据初步计算结果和经验,最终确定的基坑尺寸为,宽度取基坑的最大宽度24m,开挖深度19m,基坑长度36m。

根据地勘报告,合并相似土层,模型中共划分了7个土层。

在FLAC3D 中,围护结构可以用衬砌单元(liner)或实体单元模拟。

根据Zdravdovi的研究,在二维平面基坑模拟中,分别采用实体单元和梁单元(相当于三维模型中的衬砌单元)计算所产生的墙体变形差别小于4%,而引起地表沉降的主要原因是围护结构变形造成的地层损失,可见上述两种方法计算结果的差别可忽略不计。

某隧道在锚喷支护下的FLAC3D数值分析

某隧道在锚喷支护下的FLAC3D数值分析
参考文献:
[1]陈育民,徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].北京:中国水利水电出版社,2013.6
[2]刘波,韩彦辉编著FLAC原理实例与应用指南[M]北京:人民交通出版社2005
[3]王钜白石河2号隧道围岩分级与稳定性分析[D],[硕士学位论文].南昌:华东交通大学2008
作者简介:
(3)为防止拱底围岩底鼓,应即时进行支护。在选择支护措施上要根据围岩类别合理使用,尽量发挥不同支护措施的优势,在较低的成本下保证围岩的稳定性。
数值计算表明:在隧道开挖后应力场发生调整,围岩向隧道内收敛发生一定的变形,围岩发生适度的变形以释放部分应力,不致支护结构上的应力水平大幅度提高。软质岩体,隧道开挖后即使在支护条件下围岩都有不同程度的塑性变形出现。。计算分析表明,锚杆对限制围岩发生大变形效果显著,喷层对限制围岩张性破坏效果明显。随着支护措施的加强,塑性破坏区的范围明显减小;围岩整体上保持稳定。
其中:E为弹性模量、μ为泊松比。如表1所示。
2.4支护材料参数的确定
根据该隧道施工设计图纸提供的隧道支护方式:初期支护为锚喷支护,二次衬砌为模筑混凝土衬砌。在数值计算中,采用衬砌单元(shell)模拟喷射混凝土,衬砌厚为10cm。用锚索单元(cable)模拟锚杆的支护,锚杆长3.0m,锚杆间距为1.5m。锚杆及衬砌的力学参数见下表2。
3.1开挖支护后的计算结果
4.总结
(1)从图中可以看到,支护后塑性区明显比未支护的情况小了很多,支护后围岩的受力情况得到改善,竖直位移和水平位移都减少了。在位移曲线中可以明显的看到一个转折点,这是在施加初期支护后对围岩变形的限制,阻止了围岩的进一步变形所致。
(2)对软弱破碎围岩开挖后必须及时支护,如果支护不及时则使围岩物理力学性质恶化、松弛范围扩大,将造成围岩大变形、塌方等严重后果。从隧道开挖初期后的整体安全情况来看,拱肩处为最不稳定区域,其次为拱脚和拱顶[3]。

FLAC3D模拟实例循环开挖与支护

FLAC3D模拟实例循环开挖与支护

FLAC3D模拟实例循环开挖与支护nres ini.savset geometry=0.001ini ydis0ini xdis0ini zdis0ini yvel0ini xvel0ini zvel0m mprop bulk 4.0e9shear 2.5e9fri32coh 2.0e6& range grou diban-shayan;prop bulk 1.8e9shear 1.2e9fri25coh 1.0e6& range grou diban-niyan any grou hangdao any;prop bulk 1.2e9shear0.8e9fri22coh0.8e6& range grou diban-gentuyan;prop bulk 1.9e9shear 1.3e9fri24coh 1.0e6& range grou diban-tniyan;prop bulk0.7e9shear0.8e9fri21coh0.7e6& range grou mc any grou gzm any;prop bulk 3.0e9shear 2.5e9fri30coh 1.8e6& range grou dingban-fenshayan;prop bulk 1.5e9shear 1.2e9fri25coh 1.1e6& range grou dingban-niyan;prop bulk 3.5e9shear 2.5e9fri34coh 1.4e6& range grou dingban-shayan;添加接触面gen separate gzminterface1wrap mc gzminterface2wrap dingban-fenshayan gzm interface1prop kn20e9ks10e9tens1e9 interface2prop kn20e9ks10e9tens1e9set mech ratio=5e-4def excav_mcloop n(excav_p,excav_p_z+cut_liang);每次开挖量cut_0=excav_pcut_1=excav_p+cut_liang;开挖commandm null range grou gzm z cut_0cut_1step100end_commandn=excav_p+cut_Liangexcav_p=excav_p+cut_Liang;条件判断保存文件,这里判断条件必须和cut_liang对应上,否则不能得到想要的文件。

用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护

用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护

用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护侯景鹏;邢继光【摘要】运用三维有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站工程进行了基坑开挖与支护模拟.土体采用摩尔-库伦模型进行计算,得到了基坑开挖过程中各工况的竖直位移和水平位移.计算结果显示位移较小,基坑支护结构的设计安全可靠.基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显,其范围相当于开挖深度.基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显,其范围相当于基坑宽度.地表沉降最大值点和水平位移最大值点都出现在距离基坑边缘15 m~25 m的区域内,大致相当于开挖深度.模拟结果可以作为今后设计施工的参考.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】5页(P67-71)【关键词】地铁车站;基坑开挖支护;变形规律;FLAC3D模拟【作者】侯景鹏;邢继光【作者单位】东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012;中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院,太原山西030000【正文语种】中文【中图分类】TU9我国城市建设飞速发展,人口快速向大城市集中,城市道路交通拥堵问题日益严重.各大城市为缓解交通拥堵问题不约而同地选择开发地下空间,我国迎来了一轮建设地铁工程的高潮.车站深基坑的平面尺寸及开挖深度都有增大的趋势,容易导致基坑周围土体产生较大位移,使深基坑设计施工的难度不断提高.建设地铁车站不仅要保证基坑支护体系和基坑本身的稳定,还要保证附近建筑和地下管线不受破坏,这就要求施工中严格控制周围土体的变形.本文使用ITASCA公司推出的有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站深基坑的开挖支护进行了数值模拟,根据模拟结果分析基坑内外土体竖直位移和水平位移的规律.1 工程概况1.1 地质条件车站全长为315.638 m、标准段宽为21.6 m,车站底板埋深约17.5 m.车站主体和附属结构均采用明挖顺筑法施工.该工程属深圳市重点建设项目,工程重要性等级为一级;地形地貌较简单、不良地质作用一般发育.原始地貌为台地及其间沟谷区,地势平坦.根据野外地质钻探结果和广东地区地质资料,上覆土层是第四系松散层,下伏基岩主要由花岗岩组成.岩土分层主要有:素填土层,平均2.48 m;填石层,平均1.02 m;残积可塑状砾质粘性土层,平均2.32 m;残积硬塑状砾质粘性土层,平钧4.80 m;全风化花岗岩层,平均3.78 m;强风化花岗岩层,平均3.61 m;中风化花岗岩层,平均2.21 m;微风化花岗岩层,平均7.82 m.根据车站工程基坑尺寸和地质情况,基坑侧壁主要为残积砾质粘性土层及全、强、中、微风化花岗岩,基坑底板主要为强、中、微风化花岗岩.1.2 支护方案连续墙具有刚度大、整体性好、防渗性好、适应性强等优良性能,因此车站主体结构采用连续墙形式,附属结构可采用钻孔灌注桩,亦可采用螺杆桩[1].设计采用800 mm厚地下连续墙,墙顶设冠梁,截面为1.0 m×0.8 m,在墙顶冠梁位置设第一道钢筋混凝土支撑,支撑截面为0.6 m×1.0 m,纵向支撑间距为9.0 m,第二、三道支撑采用钢管撑,管径600 mm.深基坑开挖过程一般选择分层开挖,支撑架设需要操作平台,应开挖到支撑以下一定深度后再架设支撑.根据上述情况,制定方案如下:在墙顶处设置第一道钢筋混凝土水平支撑;向下挖至8.5 m深度处,在8 m深度处设置第2道水平钢支撑,此时为工况一;向下挖至13.5 m深度处,在13 m深度处设置第3道水平支撑,此时为工况二;最后向下挖至底部17.5 m深度,此时为工况三.2 基坑开挖支护数值模拟2.1 FLAC3D在基坑开挖中的应用FLAC3D是美国ITASCA咨询集团公司推出的基于有限差分法的软件.可以分析渐进破坏和失稳,在大变形模拟方面优于其他模拟软件.它包括弹性材料模型、塑性材料模型、莫尔-库仑弹性材料模型、应变软化/硬化塑性材料模型等多种本构模型.除了岩土材料外,梁、桩、壳以及支护、衬砌、锚索、土工织物、摩擦桩等结构也可以用FLAC3D进行模拟[2].2.2 计算模型及参数建模主要分为两部分:基坑土体和地下连续墙采用实体单元,实体单元的物理模型比衬砌单元清晰,参数较少.混凝土支撑和钢管支撑采用beam单元.FLAC3D中的“null”模型非常适用于模拟基坑的开挖[3],模型单元被设定为“null”表示将该单元从模型中删除.地铁车站基坑长度较长,基坑中间很多部分处于同样的受力状态,会增加很多重复计算,降低计算效率,故选取基坑模型尺寸为长36 m,宽20 m,深18 m.选取合适的计算边界有利于提高计算效率和结果的精度[4].取整体模型的尺寸为长96 m,宽160 m,高38 m.以端部基底中点为原点,基坑纵向为x方向,基坑宽度方向为y方向,深度方向为z方向.模型四周各侧面和底面均限制法向位移;模型顶面即地面,设为自由面.建模时合理地划分网格能够明显提高计算效率.距离基坑较近的区域是研究中重点,应该增加网格密度.距离较远区域受开挖的影响较小,网格可以疏一些.分析模型及支护示意图,如图1所示.图1 分析模型及支护示意图3 数据分析3.1 基底隆起变形竖直位移云图,如图2所示.可以看出基底中点隆起比较明显.在距离端部36 m的基坑底部取6个监测点,分别距离基坑中点 0 m、2 m、4 m、6 m、8 m 和10 m.将测点各工况的基底隆起绘制成图,如图3所示.可以看出每次开挖后隆起明显增加,基底中点隆起变形最大,距离中点越远隆起变形越小,基底边缘受围护结构制约,隆起最小.整体隆起变形数值偏大,这是土的回弹模量一般大于压缩模量造成的.在莫尔-库仑模型的研究中,目前除了在回弹为主的区域增大弹性模量参数数值,还没有更好的解决方案被提出.图2 竖直位移云图图3 y方向排列各测点的基底隆起图4 x方向排列各测点的基底隆起在基底中心线上取7个监测点,分别距离端部36 m、30 m、24 m、18 m、12 m、6 m 和 0 m.将测点各工况的基底隆起绘制成图,如图4所示.可以看出靠近基坑端部的范围,端部墙体对基底隆起有明显的约束作用,而远离基坑端部的部分,基底隆起虽然也随着端部距离的增大而增加,但增长并不明显.三个工况的开挖深度分别为 8.5 m、13.5 m 和 18 m,而三个工况分别在与端部距离8.5 m、13.5 m和18 m左右的位置开始,隆起增长的趋势明显放缓.由此可知基坑端部墙体对基底隆起有显著影响的范围基本相当于开挖深度.3.2 基坑坑壁侧移水平位移云图,如图5所示.可以看出支护结构约束作用明显,基坑侧移最大值没有出现在基坑顶部.图5 y方向水平位移云图图6 竖直排列各测点的侧移量图7 水平排列各测点的侧移量在距基坑端部36 m的基坑一侧设置8个监测点,分别距离基底-3 m、0 m、3 m、6 m、9 m、12 m、15 m和18 m.将测点各工况的侧移绘制成图,如图6所示.可以看出第一道混凝土支撑有效限制了基坑顶部的侧移,基坑侧移最大值出现在距基底3m处,最大值为3.49mm,最大值点高度以下受内部土体约束而逐渐减小[5~6].工况一中,侧移最大值出现在开挖深度以下,这是因为第一道钢筋混凝土支撑刚度较大,更好地限制了顶部的侧移.所以应纵向分段开挖,每开挖一段立即设置支撑,钢管撑可施加预应力,以此减小基坑的水平变形.在基坑一侧基底以上3m处设置7个监测点,分别距离基坑端部36 m、30 m、24 m、18 m、12 m、6 m和0 m.将测点各工况的侧移量绘制成图,如图7所示.可以看出每次开挖后基坑侧移都明显增加,端部墙体限制附近范围的基坑侧移,距离端部越远,侧移量越大.端部墙体在20 m范围内对基坑侧移影响比较显著,相当于基坑宽度.3.3 地表位移在距端部36m的地表设置15个监测点,距离基坑中线的距离分别为10 m、12.5 m、15 m、17.5 m、20 m、22.5 m、25 m、27.5 m、30 m、35 m、40 m、50 m、60 m、70 m 和 80 m.将测点各工况沉降绘制成图,如图 8所示.可以看出连续墙有上浮的趋势,沉降最大值出现在距基坑边缘一定距离的地方,随着距离增加,基坑开挖对地表沉降的影响也越来越小[7~11].而沉降最大值出现的位置距基坑边缘15 m~25 m,数值上与开挖深度相近.在地表位移最大值可能出现的范围加强位移监测可以有效监控地下工程对临近建筑的影响[12].图8 地表竖向位移图9 地表水平位移将各测点各工况y方向水平位移绘制成图,如图9所示.可以看出水平位移的变化趋势与竖直沉降类似,最大值也出现在距基坑边缘一定距离的区域.随着与基坑中线的距离越来越大,水平位移也逐渐减小.水平位移最大值与沉降最大值出现的位置在同一范围内.4 结论(1)利用三维有限差分软件FLAC3D对基坑进行分步开挖支护模拟,计算得到基底隆起,基坑侧移,地表竖直和水平位移.(2)基底隆起最大值发生在基底中心处,基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显,其范围相当于开挖深度.(3)基坑侧移最大值出现在距基底3 m处,最大值为3.49 mm.基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显,其范围相当于基坑宽度.(4)地表沉降最大值出现的位置距基坑边缘15 m~25 m,数值上与开挖深度相近.(5)支护结构的设计是安全可靠的,计算结果可以为工程设计提供参考.参考文献[1]龚靖,刘宇,徐佩洪.新型螺杆桩技术及其工程应用[J].东北电力大学学报,2016,36(3):91-95.[2]马露,李琰庆,蔡怀恩.FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用[J].河北工程大学学报:自然科学版,2007,24(4):35-38.[3]刘勇,冯志,黄国超,等.北京地铁工程深基坑围护结构变形研究[J].地下空间与工程学报,2009,5(2):329-335.[4]朱彦鹏,吴意谦.某地铁车站深基坑变形规律数值模拟及优化[J].兰州理工大学学报,2014,40(1):108-113.[5]刘均红.地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析[J].北方交通,2011(7):55-58.[6]任建喜,冯晓光,刘慧,等.地铁车站深基坑围护结构变形规律监测研究[J].铁道工程学报,2009(3):89-92.[7]刘继国,曾亚武.FLAC3D在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用[J].岩土力学,2006,27(3):505-508.[8]麻凤海,张维来,吕培印.地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2012,31(3):295-299.[9]房师军,付拥军,姚爱军.某地铁工程深基坑排桩围护结构变形规律分析[J].岩土工程学报,2011,33(S1):216-219.[10]周爱其,龚晓南,刘恒新等.内撑式排桩支护结构的设计优化研究[J].岩土力学,2010,31(S1):245-255.[11]吴意谦,朱彦鹏.兰州市湿陷性黄土地区地铁车站深基坑变形规律监测与数值模拟研究[J].岩土工程学报,2014,36(S2):404-410.[12]高飞,李长庆,倪博,等.平行隧道施工对路面基础沉降的影响[J].东北电力大学学报,2016,36(3):96-101.。

隧道及地下工程FLAC解析方法常识建模常用命令流及其解释

隧道及地下工程FLAC解析方法常识建模常用命令流及其解释

隧道及地下工程FLAC解析方法常识建模常用命令流及其解释_常识、建模、常用命令流及其说明1.1 FLAC常识 (2)1.2常用命令流 (13)1.3建模过程 (21)2-1定义一个FISH函数 (24)2-2使用一个变量 (24)2-3对变量和函数的明白得 (24)2-4猎取变量的历史记录 (25)2-5用FISH函数运算体积模量和剪砌模量 (25)2-6 在FLAC输入中使用符号变量 (25)2-7 操纵循环 (26)2-8 拆分命令行 (26)2-9 变量类型 (27)2-10 IF条件语句 (27)2-11 索单元自动生成 (27)2-12圆形隧道开挖模拟运算 (29)4-1数组 (30)4-2函数操作 (31)4-3函数删除与重定义 (32)4-4字符串 (32)4-5马蹄形隧道网格 (33)4-6复杂形状网格生成 (33)4-7网格连接 (34)4-8立方体洞穴网格生成 (35)4-9球体洞穴网格生成 (36)4-10应力边界 (37)4-11改变应力边界条件 (37)4-12位移边界 (39)4-13不考虑重力阻碍的平均应力 (41)4-14考虑应力梯度的平均材料 (41)4-15考虑应力梯度的非平均材料 (42)4-16非平均网格应力初始化 (42)4-17不规则自由面应力初始化 (43)4-18非均网格内部压实 (43)4-19模型改变后初始应力变化 (44)4-20应力与孔隙压力的初始化 (44)4-21加载顺序 (46)6-1 V级围岩施工过程模拟 (47)6.2 IV级围岩施工过程模拟 (50)6.3 III级围岩施工过程模拟 (52)第七章命令流按照顺序进行 (54);右隧道中地层网格 (54);右隧道上侧土体网格 (54);右隧道下侧土体网格 (54)第七章命令流按照顺序进行 (57)1.1 FLAC常识1. FLAC3D是有限元程序吗?答:不是!是有限差分法。

2. 最先需要把握的命令有哪些?答:需要把握gen, ini, app, plo, solve等建模、初始条件、边界条件、后处理和求解的命令。

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f l a c d软件隧道支护与开挖命令流The latest revision on November 22, 2020;-----------------------------------------------------; ---- Excavation and Support for a Shallow Tunnel ---;-----------------------------------------------------new ;新建项目set fish autocreate offtitle 'Excavation and Support for a Shallow Tunnel' ;定义题目; generate primitive components of grid; concrete liner - upper tunnelgen zon cshell p0 0 0 0 p1 7 0 0 p2 0 51 0 p3 0 0 5.5 &dim 5 5 5 5 size 2 51 10group zone 'concrete liner';; upper tunnelgen zon cylinder p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 51 0 p3 0 0 5 &size 5 51 10group zone tunnel range group 'concrete liner' not;; lower tunnel & linergen zone brick p0 0 0 -4.5 p1 add 7 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 4.5 & size 7 51 3;; surrounding rock (8 primitives)gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 27 0 0 p2 0 51 0 p3 0 0 25 &dim 7 5.5 7 5.5 size 5 51 10 8 rat 1 1 1 1.3;gen zone brick p0 7 0 -4.5 p1 27 0 -15 p2 add 0 51 0 p3 7 0 0 &p4 27 51 -15 p5 7 51 0 p6 27 0 0 p7 27 51 0 &size 8 51 3 ratio 1.3 1 1;gen zone brick p0 0 0 -15 p1 add 27 0 0 p2 add 0 51 0 p3 0 0 -4.5 &p4 27 51 -15 p5 0 51 -4.5 p6 7 0 -4.5 p7 7 51 -4.5 &size 7 51 8 rat 1 1 0.7692307692307692;gen zon brick p0 0 0 25 p1 add 27 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 10 &size 5 51 2;gen zon bric p0 27 0 25 p1 add 17 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 10 &size 2 51 2 rat 2 1 1;gen zon bric p0 27 0 -15 p1 add 17 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 40 &size 2 51 8 rat 2 1 1;gen zon bric p0 27 0 -40 p1 add 17 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 25 &size 2 51 2 rat 2 1 0.5;gen zon bric p0 0 0 -40 p1 add 27 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 25 &size 7 51 2 rat 1 1 0.5;; assign names to groups of zonesgroup zone rock range group 'concrete liner' not group tunnel not;; assign Mohr-Coulomb material modelmodel mech mohrpro bulk 50e6 she 18e6 fric 20 coh 25e3 ten 0 dil 0 range z 25 35 pro bulk 4e8 she 1.5e8 fric 20 coh 50e3 ten 5e3 dil 3 range z -50 25; assign boundary conditions ;施加边界条件,后面可以直接修改为具体的数字fix x range x -.1 .1fix x range x 43.9 44.1fix z range z -40.1 -39.9fix y range y -.1 .1fix y range y 50.9 51.1; assign initial stress state ;初始应力状态set grav 0 0 -10ini density 2200ini szz -770e3 grad 0 0 22000ini sxx -770e3 grad 0 0 22000ini syy -385e3 grad 0 0 11000 ;施加初始应力; monitor variables in model ;模型中变量的监控hist add unbal ;监控不平衡力hist add gp zdisp 0 0 5.5hist add gp xdisp 7 0 0hist add gp zdisp 0 0 0hist add gp zdisp 0 0 35hist add gp zdisp 0 30 5.5hist add gp xdisp 7 30 0hist add gp zdisp 0 30 0hist add gp zdisp 0 30 35hist add gp zdisp 0 12 35hist add gp zdisp 0 18 35hist add gp zdisp 0 24 35hist add gp zdisp 0 36 35hist add gp zdisp 5 30 35hist add gp zdisp 10 30 35 ;监控以上这些点的x及z方向位移变化;sav geom1;def conc_parm ;定义支护参数,parm即parameter,参数的意思global bmc = 20.7e9 ;定义体积模量为全局变量,b代表bulk,m代表modulus,c代表concreteglobal smc = 12.6e9 ;定义剪切模量为全局变量,s代表shear,m代表modulus,c代表concreteend@conc_parm;; define the locations of cable patterns 1, 2 and 3;def cab_parm ;定义锚杆参数global x_b = get_array(4,3) ;定义数组(4,3),即锚杆的位置global z_b = get_array(4,3)global y0 = -3 ;将锚杆的位置以数组的形式表示出来(x,y,z)x_b(1,1) = 0.8x_b(2,1) = 2.1x_b(3,1) = 3.5x_b(4,1) = 5.5z_b(1,1) = 5.5z_b(2,1) = 2.4z_b(3,1) = 4.7z_b(4,1) = 1.5x_b(1,2) = 0.8x_b(2,2) = 0.8x_b(3,2) = 3.5x_b(4,2) = 5.5z_b(1,2) = 0.6z_b(2,2) = 4.0z_b(3,2) = 2.4z_b(4,2) = 0.6x_b(1,3) = 0.8x_b(2,3) = 2.6x_b(3,3) = 5.0x_b(4,3) = 3.5z_b(1,3) = 2.4z_b(2,3) = 4.0z_b(3,3) = 3.0z_b(4,3) = 0.6 ;对每根锚杆的位置进行赋值enddef inip(iidx) ;定义初始锚杆位置global x1 = x_b(1,iidx)global x2 = x_b(2,iidx)global x3 = x_b(3,iidx)global x4 = x_b(4,iidx)global z1 = z_b(1,iidx)global z2 = z_b(2,iidx)global z3 = z_b(3,iidx)global z4 = z_b(4,iidx)end@cab_parm;; install initial cables ;安装初始锚杆;def ins_cab ;定义要初始安装的锚杆,其中ins_cab表示install initial cablesglobal iidx ;定义全局变量iidxglobal cab_seg ;定义锚杆划分单元数global cab_seg_m ;锚杆长度(有待进一步确认)loop iidx (1,3)inip(iidx)cab_seg = cab_seg_m-3*(3-iidx)global y1 = 0.global y2 = float(cab_seg)commandsel cable id @iidx begin @x1 @y1 @z1 end @x1 @y2 @z1 nseg @cab_seg sel cable id @iidx begin @x2 @y1 @z2 end @x2 @y2 @z2 nseg @cab_seg sel cable id @iidx begin @x3 @y1 @z3 end @x3 @y2 @z3 nseg @cab_seg sel cable id @iidx begin @x4 @y1 @z4 end @x4 @y2 @z4 nseg @cab_seg sel cable pro emod 45e9 xcarea 1.57e-3 gr_per 1.0 &yten 25e4 gr_k 17.5e6 gr_c 20e4 range id@iidx ;施作初始锚杆end_commandend_loopendset @cab_seg_m 15@ins_cab; install pre-support concrete ;预支护;sel shell id 10 group rock range cyl end1 0 0 -1.5 end2 0 1 -1.5 rad 7.4 &cyl end1 0 0 -1.5 end2 0 1 -1.5 rad 6.7 not &z -0.1 6sel shell prop isotropic 10.5e9,0.25 thickness 0.3 density 2500def monitglobal ipt_surf = gp_near(0,30,35) ;地表global ipt_crown = gp_near(0,30,5.5) ;拱顶global ipt_spring = gp_near(7,30,0)end@monitsave m_initable 1 name 'ground surface at tunnel center line'table 2 name 'tunnel crown' ;隧道拱顶table 3 name 'tunnel sidewall' ;定义表格的名字,隧道边墙;; FISH function to control excavation and support sequencedef excavy0 = y0 3local cut_i = y0/3 1global cutloop cut (cut_i,16)local cut_cur = cutlocal ii = out(' EXCAVATION STEP ' string(cut))y0 = 3*(cut-1)y1 = y0 3global yp0 = y0 1global yp1 = y1 1global ys0 = yp0-3global ys1 = yp1-3global yc0 = y0-3global yc1 = y1-3global id_ = 10; id_ = 10*(cut 1) ; use if shells unconnectedcommand; install pre support concretesel shell id @id_ group rock &range cyl end1 0 @yp0 -1.5 end2 0 @yp1 -1.5 rad 7.4 &cyl end1 0 @yp0 -1.5 end2 0 @yp1 -1.5 rad 6.7 not &z -0.1 6sel shell prop isotropic 10.5e9,0.25 thickness 0.3 density 2500 & ran y @yp0 @yp1; excavate next cutmodel mech null range group tunnel y @y0 @y1model mech null range group 'concrete liner' y @y0 @y1; delete-cables in the excavated areasel delete cable range id 1 y @y0 @y1sel delete cable range id 2 y @y0 @y1sel delete cable range id 3 y @y0 @y1end_commandlocal cut_1 = cut-1iidx=int(cut_1-3*(cut_1/3)) 1y2=min(y1 15,51)inip(iidx)ii = out(' CABLE BOLT PATTERN ' string(iidx))commandsel delete cable range id @iidx; install new cablessel cable id @iidx begin @x1 @y1 @z1 end @x1 @y2 @z1 nseg@cab_seg_msel cable id @iidx begin @x2 @y1 @z2 end @x2 @y2 @z2 nseg@cab_seg_msel cable id @iidx begin @x3 @y1 @z3 end @x3 @y2 @z3 nseg@cab_seg_msel cable id @iidx begin @x4 @y1 @z4 end @x4 @y2 @z4 nseg@cab_seg_msel cable pro emod 45e9 xcarea 1.57e-3 gr_per 1.0 &yten 25e4 gr_k 17.5e6 gr_c 20e4 ran id @iidx; shotcretesel shell prop isotropic 10.5e9,0.25 thickness 0.5 density 2500 & ran y @ys0 @ys1end_commandif cut > 1 thencommand; concrete linermodel mech el range group 'concrete liner' y @yc0 @yc1prop bulk @bmc sh @smc range group 'concrete liner' y @yc0 @yc1 end_commandend_ifcommandstep 3000end_command; store displacements in tables ;将位移储存在表格中xtable(1,cut) = 3.0 * cutytable(1,cut) = gp_zdisp(ipt_surf)xtable(2,cut) = 3.0 * cutytable(2,cut) = gp_zdisp(ipt_crown)xtable(3,cut) = 3.0 * cutytable(3,cut) = gp_zdisp(ipt_spring)commandsave m1end_commandif cut=5 thencommandsave m1_15end_commandend_ifif cut=9 thencommandsave m1_27end_commandend_ifif cut=10 then commandsave m1_30 end_command end_ifend_loopend@excavreturn。

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