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：
new
set log on
set logfile yang.log
gen 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2
gen 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 0
gen 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3
gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20
gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z 0 20
gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20
gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z -8 -20
gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z -20 20
gen 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4
save 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 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))
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 prop bulk b_mod2 shear s_mod2 cohe 2.8e6 tens 1.0e6 fric 35 range z -40 4.5 ini dens=2300
set grav 0 0 -10
; boundary and initial conditions
apply szz -1.4e6 range z 19.9 20.1
fix z range z -40.1 -39.1
fix x range x -45.1 -44.9
fix x range x 44.9 45.1
fix y range y 49.9 50.1
hist unbal
hist gp xdis 6.0,0,0
hist gp zdis 0,0,5
hist gp xdis 6.0,50,0
hist gp zdis 0,50,5
plot hist 3
solve
save 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。假设隧道先开挖上断面，中间不设支护，直到进尺50m，那么此时位移和应力的分布情况可用如下命令流
ini xdis=0 ydis=0 zdis=0
plot re
model null range group 原岩
model null range group 二次衬砌
model null range group 初期支护
set large
hist unbal
plot hist 3
solve
save tun_ext1.sav
;如果在开挖后适时对隧道进行锚喷混凝土初期支护，该命令流如下：
restore tun_nature.sav
ini xdis=0 ydis=0 zdis=0
plot re
model null range group 初期支护
model null range group 二次衬砌
model null range group 原岩
step 100
hist unbal
plot hist 3
mo el range group 初期支护
prop bulk 1.33e9 shear 0.8e9 cohe 2.2e6 tens 1.2e6 fric 32 range z 4.5 7.0 x -7.0 7.0
prop bulk 10.9e9 shear 8.9e9 dens 2500 range group 初期支护
set large
solve
save tun_ext2.sav
北京地铁六号线盾构穿越地铁FLAC3D数值分析报告.doc
北京地铁六号线 青年路车站～十里堡车站区间 隧道穿越铁路 FLAC3D数值分析报告 中国矿业大学（北京）土木工程系 二Ο一零年一月
1. 概述 1.1 引言 地铁区间隧道盾构法施工是目前广泛采用的隧道施工技术。在我国，地铁施工造成地面沉陷、周边建（构）筑物损害、隧道涌水、城市生命线工程损害等事故时有发生，往往造成严重的经济损失与社会影响；其中隧道施工引起地层沉降的三维预测与控制问题尤显重要。在隧道工程施工以前，国内外普遍采用数值模拟分析计算的方法预测施工引起的地表变形及对周边建构筑物的影响。 即将建设的北京地铁六号线工程——青年路车站～十里堡站区间隧道工程，盾构隧道从铁路下穿过，考虑到建筑物稳定性的需要，需对此施工过程进行数值分析。 本报告采用国际上最先进的岩土工程数值分析软件系统，对隧道施工进行了三维数值分析，来说明隧道施工的先后顺序。 1.2 工程概述 十里堡站~青年路站区间沿现状朝阳北路道路南侧地下敷设，线路呈东西走向，西段区间起于朝阳北路与十里铺路相交路口的十里堡站，出站后沿朝阳北路路中向东敷设，线路经过一人行天桥、京包铁路及箱涵，止于朝阳北路与青年路相交路口的青年路站。区间全长1041.54m，采用盾构法施工。 在区间中部穿越京包铁路及京包铁路下的箱涵。铁路箱涵外包尺寸43.15m×7.8m，采用混凝土预制顶进施工，箱涵的南北两侧局部设置护坡桩，桩长约14m。铁路为5股道，分别是电厂专用线，东北环线，星双联络线，砖瓦厂专用线和建材厂专用线。 2 三维数值分析建模与软件系统概述
地铁隧道施工是典型的三维空间问题，盾构隧道施工引起的地表沉降具有显著的时空效应。隧道施工动态过程引起地层移动变形包括：先期沉降、前方沉降或隆起、通过时的沉降、建筑空隙引起的沉降与滞后沉降等。隧道施工对地表影响的研究方法有：经验公式、随机介质理论法、弹塑性与粘弹塑性理论解析法、数值计算方法等。施工之前，基于现场工程条件的三维数值模型是计算地表沉降最有效的手段。基于三维数值分析的方法，能模拟实际土层的变异情况、盾构管片结构—围岩共同承载特性、盾构施工的工艺参数、壁后注浆参数等，使预测趋于合理。 2.1数值分析的建模依据 （1）北京地铁6号线一期工程初步设计文件（2008.9）； （2）北京地铁6号线一期工程初步设计审查意见； （3）北京地铁6号线环境安全风险源分级汇总表（2009年4月） （4）《北京地铁6号线一期工程施工设计技术要求(送审稿)》； （5）《北京地铁6号线一期十里堡站~青年路岩土工程勘察报告》及后续的补勘报告； （6）北京地铁6号线一期工程线路资料（电子文件） （7）地铁6号线一期工程地形、管线图（电子文件） （8）降水咨询审查意见 （9）《北京轨道交通6号线一期工程建(构)筑物调查资料》 （10）甲方及总体组提供的其他相关文件 （11）国家、行业和北京地区相关的设计标准、规范、规程。 2.2 计算分析参照的标准规范
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 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对变量和函数的理解 (24) 2-4获取变量的历史记录 (24) 2-5用FISH函数计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 控制循环 (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圆形隧道开挖模拟计算 (28) 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不考虑重力影响的均匀应力 (41) 4-14考虑应力梯度的均匀材料 (41) 4-15考虑应力梯度的非均匀材料 (42) 4-16非均匀网格应力初始化 (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 (45) 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)
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。相比于衬砌单元(liner)，实体单元物理模型清晰，参数相对较少且容易确定，因此本例围护结构采用实体单元模拟。 模型的范围必须要足够大以覆盖基坑开挖可能影响的区域，同时又要兼顾计算效率。根据现行国家和个地方规范的要求，参考已有的研究成果，影响范围为4 倍开挖深度，整个模型的尺寸为96×144×39（长×宽×高m）。为减少不必要的网格，网格划分原则为基坑附近密集，远处稀疏，模型共有节点10890个，单元9408个。模型如图所示。
盾构隧道下穿房屋FLAC数值计算报告实例分析
盾构隧道下穿房屋FLAC数值计算报告实例分析 1 FLAC计算模型 本次计算采用美国FLAC3D6.0软件，结合某城市地铁盾构隧道开挖）工程项目，重点研究隧道引起的地表建筑物及地面沉降规律，并评价安全风险。计算中各岩土体采用摩尔库伦弹塑性本构模型，隧道初支、二衬结构采用完全弹性模型进行计算，通过“杀死”单元（刚度置0）模拟隧道开挖过程，通过激活衬砌单元模拟隧道支护过程，隧道采用盾构法开挖，外径6.2m，管片厚度0.35m，选用C50高强混凝土，下穿房屋为4层砖混结构，片石基础夯实，隧道下穿时采用注浆加固。 计算模型沿隧道横向为x方向，开挖推进方向为z方向，竖直方向为y方向。前后左右边界约束相应法向方向位移，底部边界约束z方向位移，顶部边界为自由应力面，本次计算只考虑重力场，不考虑构造应力。 根据勘察单位提供的岩土体资料，计算模型地层岩土体物理力学参数见表1，加固后的土体按提高30%参数取用, 并据此钻孔揭示的岩土体分布特征建立计算模型, 见后图所示： 表1 计算参数取值
图1 计算模型范围及地表沉降监测点布置（单位：mm） 计算剖面为房屋2剖面，计算模型概化见图3，模型计算范围为135×60×1m³，模型采用6397个实体单元，5188个节点，计算模型及隧道模型如图2、3所示。 图2 计算模型图
图3 盾构隧道与上部结构的关系 图4 房屋基础及基础加固范围 2 计算结果分析 盾构施工完成后，地表及建筑基础沉降计算规律如下：图5～7分别为各个沉降计算结果： (1) 整体变形规律
（a）隧道开挖沉降分布规律（不加固） （b）隧道开挖沉降分布规律（加固后） 图5 建筑基础沉降分布规律（单位：mm）(2) 建筑基础沉降规律
simwe论坛-关于flac+ansys
关于surfer绘制等直线，由于需要结合自己实际需要绘制，sufer只能绘制2D等直线，所以首先确定自己绘制等直线的面，然后flac3d导出的单元信息（坐标及应力，应变），通过简单的fortran程序找出所要求的面上的单元的，并记录其坐标位置，即应力应变值。输出格式为surfer认可的格式即可以了。 授人以鱼，不如授人以渔。我编的程序只能针对自己的问题，所以大家不要关心程序，如果，确实需要，按照上述思路实现应该很容易。 建立模型以后直接solve让程序产生应力分布!虽然时间花费上多一点，可是不用那么伤脑筋了。 我得懒人做法是：1）现把模量×10，c，Fi取很大，然后solve for balance；2）ini disp＝0，ini state ＝0，；3）回复原来得E，G，C，Fi等， subzone和zone哪个是“最小几何单位”？二者有和区别呢？ 我们通常说的“单元element”指的是哪一个？ 用户接触到的最小几何单位应该是zone 通常说的element也是指zone subzone和FLAC3d的Mixed Discretization算法有关 比如说一个brick 计算时又自动划分为2套overlay 每套overlay中各有5个tetra 即subzone 据说这样可以更好地模拟材料的塑性变形 这是flac3d为了避免求解中单元出现“沙漏”现象而采取的一种单元离散技术 Q:gen zone brick size 6 6 6 model elas prop bulk 1e8 shear 7e7 fix x range x -0.1 0.1 table 1 0,0 100,-1e5 /我不知道table在这里什么意思,有什么作用 apply sxx 1.0 hist table 1 range x 5.9,6.1 y 0,6 z 0,2 hist zone sxx 6,0,0 step 100 我对这个table不是很清楚 gen zone cyl p0 0 0 0 p1 1 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 1 size 4 5 4 gen zone reflect norm 1,0,0 gen zone reflect norm 0,0,1 model ss prop bulk 1.19e10 shear 1.1e10 prop coh 2.72e5 fric 44 ten 2e5 prop ttab 1 table 1 0,2e5 2e-5,0 请问这里的table和后面的数字到底是什么意思啊? A:table相当于数已经赋值的数组 请问sel cable id=1 begin=(0.0, 0.5, 3.5) end=(8, 0.5, 3.5) nseg=8 中的nseg是什么意思? 把cable分为几段,比如nseg=8 ,就是分为八段.
abaqus土木工程实例
abaqus土木工程实例 （最新版） 目录 1.Abaqus 简介 2.Abaqus 在土木工程中的应用 3.Abaqus 的实例：桥梁分析 4.Abaqus 的实例：隧道分析 5.Abaqus 的实例：地基分析 6.Abaqus 在土木工程中的优势和局限性 正文 【Abaqus 简介】 Abaqus 是一款由法国达索系统公司开发的大型通用有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域，包括土木工程、机械工程、航空航天工程等。它提供了一个强大的分析平台，可以模拟各种复杂的工程问题，并提供准确的解决方案。 【Abaqus 在土木工程中的应用】 在土木工程中，Abaqus 的应用范围非常广泛，包括桥梁、隧道、地基、道路等各个方面。它可以进行静态分析、动态分析、热分析、疲劳分析等多种分析，可以模拟材料的非线性行为，考虑材料的塑性、蠕变等特性。 【Abaqus 的实例：桥梁分析】 以桥梁分析为例，Abaqus 可以模拟桥梁在各种载荷下的反应，包括 静载荷、动载荷、温度变化等。它可以分析桥梁的应力、应变、挠度等，可以检验桥梁的设计是否合理，是否满足使用要求。
【Abaqus 的实例：隧道分析】 在隧道分析中，Abaqus 可以模拟隧道在开挖、支护、衬砌等过程中的反应，可以分析隧道的稳定性、变形、渗水等问题。这对于隧道的设计和施工具有重要的指导意义。 【Abaqus 的实例：地基分析】 在地基分析中，Abaqus 可以模拟地基在各种载荷下的反应，包括应力、应变、沉降等。它可以帮助工程师了解地基的承载能力，优化地基设计。 【Abaqus 在土木工程中的优势和局限性】 Abaqus 在土木工程中的优势主要表现在其强大的分析能力和灵活的模拟能力。它可以模拟各种复杂的工程问题，提供准确的解决方案。然而，Abaqus 也存在一些局限性，例如其学习曲线较陡峭，需要工程师有一定的有限元分析基础。
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： new set log on set logfile yang.log gen 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2 gen 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 0 gen 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3 gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20 gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z 0 20 gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20 gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z -8 -20 gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z -20 20 gen 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4 save 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 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)) 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 prop bulk b_mod2 shear s_mod2 cohe 2.8e6 tens 1.0e6 fric 35 range z -40 4.5 ini dens=2300 set grav 0 0 -10 ; boundary and initial conditions
FLAC3D实例命令流1
FLAC3D实例命令流1 第1部分命令流按照顺序进行 2-1定义一个FISH函数newdefabc abc=25某3+5Endprintabc 2-2使用一个变量newdefabchh=25 abc=hh某3+5EndPrinthhPrintabc 2-3对变量和函数的理解newdefabchh=25 abc=hh某3+5End etabc=0hh=0printhhprintabcprinthhnewdefabc abc=hh某3+5end ethh=25printabc etabc=0hh=0printhhprintabcprinthh 2-4获取变量的历史记录new genzonebrickize121modelmohr prophear=1e8bulk=2e8cohe=1e5ten=1e10 fi某某yzrangey-0.10.1 applyyvel-1e- 5rangey1.92.1plotetrotation0045plotblockgroupdefget_ad ad1=gp_near(0,2,0)ad2=gp_near(1,2,0)ad3=gp_near(0,2,1)ad4=gp _near(1,2,1)endget_addefload
load=gp_yfunbal(ad1)+gp_yfunbal(ad2)+gp_yfunbal(ad3)+gp_yfun bal(ad4)endhitload hitgpydi0,2,0tep1000 plothi1v-2 2-5用FISH函数计算体积模量和剪砌模量new defderive _mod=y_mod/(2.0某(1.0+p_ratio)) b_mod=y_mod/(3.0某(1.0-2.0某p_ratio))end ety_mod=5e8p_ratio=0.25derive printb_modprint_mod 2-6在FLAC输入中使用符号变量New defderive _mod=y_mod/(2.0某(1.0+p_ratio)) b_mod=y_mod/(3.0某(1.0-2.0某p_ratio))end ety_mod=5e8p_ratio=0.25derive genzonebrickize2,2,2modelelatic propbulk=b_modhear=_modprintzonepropbulkprintzoneprophear 2-7控制循环Newdef某某某 um=0prod=1
黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术
黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术曹振;杨锋;张宁 【期刊名称】《隧道建设》 【年(卷),期】2015(035)012 【摘要】黄土地区地铁盾构施工安全防控技术研究具有较高的理论意义与应用价值,位于黄土地区的西安地铁盾构工程具有地表条件复杂、穿越文物和建(构)筑物多等特点.以西安地铁二号线安远门一北大街区间盾构隧道施工下穿护城河拱桥工程为背景,采用FLAC3D数值模拟方法预测了盾构下穿护城河拱桥施工引起的拱桥变形,计算结果表明,在施工前必须对拱桥及下方地层进行加固,才能确保施工过程拱桥安全稳定.提出在拱桥区域内堆载沙袋、在拱桥基础背后进行袖阀管注浆的加固措施,现场实测表明,拱桥变形在允许范围之内,提出的施工安全防控技术合理有效.【总页数】7页(P1264-1270) 【作者】曹振;杨锋;张宁 【作者单位】西安市地下铁道有限责任公司,陕西西安710018;中铁十五局集团有限公司,上海200070;西安科技大学,陕西西安710054;西安市地下铁道有限责任公司,陕西西安710018;西安科技大学,陕西西安710054 【正文语种】中文 【中图分类】U455 【相关文献】
1.盾构两次下穿护城河拱桥沉降数值模拟分析 [J], 朱启东;韩宁;文保军;王磊 2.黄土地区盾构下穿陇海铁路及金花隧道的施工安全控制技术 [J], 张宁;任建喜 3.地铁盾构隧道下穿古城墙变形规律预测与施工安全防控技术 [J], 曹振;张宁;杨锋 4.地铁盾构隧道下穿护城河拱桥沉降数值模拟及控制措施 [J], 文保军;侯莉娜 5.盾构下穿石拱桥稳定性分析 [J], 李春明;杨双锁;王建中;牛少卿;赵胤翔 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
盾构隧道旁穿人行天桥桩基的FLAC模拟
盾构隧道旁穿人行天桥桩基的FLAC模拟 李晓静 【摘要】Through establishing numerical analysis model,it analyzes and forecasts footbridge pile foundation ground surface settlement across shield tunnel between Xi＇an subway No.1 line Beidajie station-Wulukou station.Calculation results show that the existence of pile foundation prevents the extension of subsider in width in some points.If the two lines are not excavated at the same time,it will leads to certain inclination of the footbridge.It suggests that preventive measures should be taken in construction.The maximum ground surface displacing value is-10 mm,which is in safe domain.Therefore,it is unnecessary to carry on grouting reinforcement for ground layer.%通过建立数值分析模型分析预测了西安地铁一号线北大街站到五路口站区间隧道盾构施工旁穿人行过街天桥桩基础的地表沉降,计算结果显示,桩基的存在一定程度阻止了沉降槽宽度方向上的扩展;两条线路不同时开挖,可能导致天桥有一定量倾斜,建议施工时做好预防应急措施。地表最大竖向位移值为-10 mm,处于安全可控范围之内,因此不需要对地层进行注浆预加固处理。 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2011(037)030 【总页数】2页(P188-189) 【关键词】盾构;桩基;数值模拟;沉降
FLAC在隧道开挖建造过程数值仿真模拟共5页word资料
FLAC在隧道开挖建造过程数值仿真模拟Abstract： Combined with a practical engineering project， the article applies the FLAC-3D software which is about Fast Lagrangian Analysis of Continua to build up a model of a tunnel. The model applies the Mohr-Coulomb Elastic-Plastic Model to have a numerical simulation study about the construction of the tunnel， by means of which we can get some results of stresses and displacements. Based on the results， we can have a good simulation process and give some reference and bases， which made the practical projects more safe，economical and reasonable. 0 引言 随着科学以及经济的告诉发展，使得城市建设越来越快，越来越多的地方需要开挖隧道，用于民用或者工业。在城市地下隧道，一般都修建在城市中心地带，隧道周围建筑物密集、地下管道网密布，且地面来往人群较多、交通拥堵，所以对隧道设计施工有着严格的要求[1]。 隧道的开挖过程中，周围土质的应力、应变以及其他物理特性对隧道开挖建设有着紧密的联系。这些变化可能对地面造成不同程度的沉降[2][3]。特别是在软弱地区，显得尤为重要，为避免施工造成不当后果引发的经济和人为损伤，且现场检测虽具有直观的显示，但成本过高，周期过长，隧道开挖施工模拟十分必要，且现在对于工程的应用也十分广泛，可以对工程施工过程中做出有效的、可靠的预测和预报。数值模拟方法在现今岩土工程问题中已成为了有效的工具。
abaqus、flac3d 对不同工况隧道开挖的分析过程-岩土工程数值方法
目录 1 工程概况 (2) 2 模拟要求 (2) 2.1 工况要求 (2) 2.2 成果要求 (2) 3 工况1(abaqus) (2) 3.1 数值模拟介绍 (2) 3.2 模拟分析 (3) 3.2.1 模型建立 (3) 3.2.2 材料赋予 (3) 3.2.3 分析步设置 (4) 3.2.4 建立相互作用 (5) 3.2.5 施加荷载和边界条件 (5) 3.2.5.2 施加荷载 (6) 3.2.6 网格划分 (7) 3.2.7 模型求解 (8) 4 工况二(abaqus) (13) 4.1 位移分析 (13) 4.2 应力分析 (14) 4.3 两种工况塑性区分析 (15) 5 Flac3D-6.0 模拟分析(工况一) (16) 5.1 Flac3d 简介 (16) 5.2 建模 (16) 5.3 位移分析 (17) 5.4 应力分析 (18) 6 总结与感想 (19) 附件(flac3d 命令代码) (20) 参考文献............................................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 工程概况 某建设工程，地下岩石隧道洞顶位于地表面下9m，洞跨16m，洞的直墙高6m，洞拱为圆弧，拱矢高6m。据工程勘察报告，场地围岩等级为IV级。隧道上方偏离洞中轴线6.50m 的地面拟建一建筑物（40层），建筑物荷载简化为均匀分布于15m范围内，每层荷载考虑为20kPa，直接作用于地表。 2 模拟要求 2.1 工况要求 工况一：先有地面建筑，后修隧道。模拟可以参考以下步骤进行： 第一步：模拟初始地应力场、位移场； 第二步：修建地面建筑，施加建筑物荷载； 第三步：模拟开挖地下隧道（可全断面开挖，也可分部开挖），也可考虑衬砌支护（厚30cm 的C30混凝土衬砌）。 工况二：先有隧道，后修地面建筑。模拟可以参考以下步骤进行： 第一步：模拟初始地应力场、位移场； 第二步：模拟开挖地下隧道（可全断面开挖，也可分部开挖），也可考虑衬砌支护（厚30cm 的C30混凝土衬砌）； 第三步：修建地面建筑，施加建筑物荷载。 2.2 成果要求 1. 采用一种岩土工程数值方法（如有限单元法或有限差分法）完整分析工况一和工况二，并选取某一工况采用另一种方法进行对比分析。 2. 给出计算模型图、每一步的应力与位移云图，分析塑性区、拉坏区、压坏区分布，评价隧道的安全性，若考虑了衬砌支护，应给出衬砌结构内力图，并评价衬砌结构的安全性；取某一工况分析隧道支护时机对隧道安全性的影响。 3. 若采用的软件可以提供命令驱动代码的，应附在课程报告上。 3 工况1(abaqus) 本工况采用先修建隧道，在施加建筑物荷载的施工顺序。 3.1 数值模拟介绍 本工程采用abaqus进行数值模拟，abaqus软件简介可见文献综述，相关模型建立和分析
FLAC共享一个隧道模拟计算的例子
FLAC共享一个隧道模拟计算的例子 隧道模拟是一种常见的计算模型，用于模拟隧道工程设计和施工过程 中的各种情况。本文将以FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）软件为例，介绍一个隧道模拟的例子。 隧道模拟可以帮助工程师评估和优化隧道设计，并预测在施工过程中 可能出现的问题。FLAC是一种基于有限差分法的数值计算软件，它能够 处理岩石和土壤等物质的力学和热学行为。 在这个例子中，我们将模拟一个隧道的开挖和支护过程。首先，我们 需要定义一个几何模型，包括隧道的形状和尺寸，以及支护结构（如钢筋 混凝土衬砌或岩石锚固）的位置和属性。 然后，我们需要定义材料模型，即岩石或土壤的物理性质。FLAC提 供了多种材料模型可供选择，如弹性-塑性模型、本构模型等。这些模型 可以通过实验数据或已有的材料参数进行校准。 在模型中进行计算之前，我们需要定义模拟的时间范围和加载情况。 例如，我们可以定义挖掘速度、支护结构的施工进度、地表荷载和水压等。这些加载情况将在模拟过程中引起隧道周围土体的变形和应力改变。 接下来，我们可以进行模拟计算了。FLAC使用显式时间积分方法进 行计算，即根据已知的边界条件和初始状态，在每个时间步长上计算出模 型中各个节点的位移和应力变化。对于大规模模拟，可以使用并行计算技 术来提高计算效率。 在模拟过程中，我们可以监测各个节点的变形和应力情况，以了解隧 道围岩的变化情况。这些数据可以帮助我们评估隧道的稳定性，并优化支
护结构的设计。如果模拟结果与实际观测数据相符，我们可以进一步使用模型进行参数敏感性分析和设计优化。 最后，我们可以使用FLAC提供的可视化工具，如动画和图表，来展示模拟结果。这些结果可以以三维图形的形式呈现，并提供各种量化的参数和指标，以帮助工程师更好地理解和分析模拟数据。 需要注意的是，隧道模拟仅仅是一种辅助工具，它可以为工程师提供更多信息和参考，但不能完全替代实际施工和实地观测。因此，在进行隧道模拟时，我们需要结合实际情况和工程经验，进行合理的参数选择和结果解读。 以上就是一个使用FLAC软件进行隧道模拟的例子。隧道模拟可以帮助我们更好地理解和分析隧道工程的复杂性，并为工程师提供决策和优化的依据。随着计算能力和模拟算法的不断提升，隧道模拟将在隧道工程设计和施工中发挥越来越重要的作用。
隧道力学特征及数值模拟方法
2 隧道力学特征及数值模拟方法 2.1 隧道开挖生成的围岩二次应力场特征 岩体在开挖前处于初始应力状态，初始应力主要是由于岩体的自重和地质构造所引起的。在岩体进行开挖后改变了岩体的初始应力状态，使岩体中的应力状态重新分布，引起岩体变形甚至破坏。在这个时间工程中，地层应力是连续变化的，特别地，洞室开挖后在未加支护的情况下，地层应力所达到的新的相对平衡称为围岩的二次应力状态。 一般来说，二次应力场是三维场。在隧道施工过程中，横向的二次应力作用使得洞周围岩的应力状态和变形状态发生了显著的变化，可将洞周围岩从周边开始逐渐向深部分为4 个区域：（1）松动区由于施工扰动（例如施工爆破），区内岩体被裂隙切割，越靠近洞室周围越严重，其内聚力趋近于零，内摩擦角也有所降低，强度明显削弱，基本无承载能力，在重力的作用下，产生作用在支护上的松动压力。 （2）塑性强化区这一区域是围岩产生变形的根源。隧道开挖后破坏了地层的原状力线，在洞体四周产生了很高的应力集中，此时，该处只存在切向应力和指向隧道中心的径向不平衡力，切向应力由承载拱承担，而对于径向应力，毛洞是无法承担的，所以要释放（在有支护的情况下一部分被初期支护承担）。这就造成了洞体开挖后四周的围岩向隧道中心发生位移，周边的径向应力逐渐趋向零，而切向应力随着径向位移而增大。这一应力状态的变化导致岩体从初始的二轴（这里只考察平面应力状态）受压状态转变为单轴受压状态，使得这一区域围岩处于非常不利的受力状态，当这一应力状态超过岩体的强度极限时，洞室周围出现了塑性区域或者破坏区域，产生塑性变形。如果洞室周围塑性区域扩展不大，随着径向位移的出现，地层塑性区域达到稳定的平衡状态，围岩没有达到承载能力的极限值；但是如果塑性区域继续扩展，则必须采取支护措施约束地层运动，才能保持洞室围岩处于稳定状态，这时为了阻止地层运动，就显出塑性变形压力。 (3) 弹性变形区域这一区域内岩体在二次应力作用下仍处于弹性变形状态，各点的应力都超过原岩的应力，应力解除后能恢复到原岩应力状态。其次，开挖面前方地层对已开挖区域的围岩有某种程度上的纵向支撑作用，即产生纵向的承载拱，承载拱的跨度约为一倍洞径。所以
基于FLAC3D数值模拟的煤矿掘进巷道优化支护设计
基于FLAC 3D数值模拟的煤矿掘进巷道 优化支护设计 摘要：煤矿掘进巷道的顶板支护是煤巷安全管理的重点，如何合理优化支护 设计，做好顶板安全管理是煤巷管理人员的工作重心。本文从笔者的工作实际出发，通过观察现场地质条件，制定优化支护设计技术措施，并优化支护设计方案，结合FLAC 3D数值模拟技术，设计出更为合理的支护方式。 关键词：FLAC 3D；数值模拟；支护设计 一、优化支护设计技术措施 依据某工作面地质力学评估与巷道围岩变形分析结果提出以下支护优化方向。 1、顶板采用预应力锚索全长锚固技术 由于顶板发生离层的位置主要在顶板软弱夹层，加上锚索预紧力大且延伸率低，使锚索受力高，易发生破断现象。 预应力锚索全长锚固技术，是在原中空注浆锚索的基础上进行了改进升级， 它采用专用的无机复合锚固材料和高压注浆设备进行施工。锚索先在迎头进行树 脂端锚[1]，不用封孔，张拉预紧施加预应力，滞后通过锚索的中空结构注入无机 复合锚固材料，当孔口流出无机锚固剂时停止注浆实现锚索的全长锚固。采用该 项支护技术的优点是顶板锚杆和锚索全部实现了全长锚固，锚杆、锚索同步承载，协调一致。 全长锚固锚索与端锚锚固锚索相比，提高了锚索的抗剪切能力和系统的刚性，消除了端锚锚索在非锚固段应力集中，将载荷进行了分散，也消除了锚索断裂弹 出的现象。围岩变形控制效果好，可降低锚索的支护密度，提高施工速度。 2、巷帮底角下扎45°锚杆控制底鼓
底角锚杆的可起到三方面的作用： （1）底角锚杆将限制底角处岩层向巷道内发生水平位移，随着底板的松动 及变形，底板上的水平应力也将逐渐传递到底角锚杆上。这种情况下，底板岩石 受的应力较无底角锚杆时会小很多，从而底板岩石不易发生破坏。 （2）施工底角锚杆有利于底板水平应力向底板深部转移，起到一定的卸压 作用。施加45°的底角锚杆，底板岩层承担水平应力将降低，水平应力将向深部 转移，也有利于底板的稳定。 （3）施加底角锚杆有利于巷帮的稳定。巷道的底角应力集中，设置底角锚杆，像一根两端固定的梁对上方的岩体起到约束位移变形的作用，降低了围岩体 中的破坏应力[2]，从而保证整个巷道的稳定性。 二、优化支护设计方案 1、巷道顶板支护材料 顶板锚杆支护采用由无纵筋螺纹预应力高强锚杆、M5钢带和菱形金属网组成。金属网紧贴顶板沿巷道横向铺设，相邻两块金属网相互搭接，搭接宽度200mm， 并用14#铁丝连网，搭接处用钢带压茬。钢带沿巷道横向铺设，每个钢带上安装 7根锚杆。 （1）顶板锚杆 规格：φ22×2400 ；左旋无纵筋螺纹钢锚杆； 屈服强度≥400MPa，破断强度≥560MPa；延伸率≥15%。 （2）顶板预应力全长锚固锚索 规格：φ22×6300 ； 强度级别≥1860MPa，破断力≥400kN；延伸率≥3.5%。 （3）顶板锚杆用锚固剂：k2550一支、Z2880两支，抗压强度≥60MPa。
隧道爆破开挖FLAC
1.原岩应力状态 mo mohr @~(UH`#Q!Xb ;岩体参数，分层。b%_z M8IF C1t%@G pro bulk 4.2e6 she 9.23e5 fric 12 coh 1e4 ten 9.6e3 range z 18.1 17.2 M |vB0y ini density 1800 range z 18.1 17.2 pro bulk 7.02e6 she 1.83e6 fric 7.2 coh 4.7e3 ten 4.7e3 range z 17.2 13.6&r%IrA"B ini density 1650 range z 17.2 13.6 pro bulk 9.9e6 she 2.82e6 fric 29 coh 0 ten 0 range z 13.6 7.1 b4z&Sdb,B ini density 1900 range z 13.6 7.13m$a8o6U#i G pro bulk 4.37e7 she 1.46e7 fric 30 coh 3e4 ten 3e4 range z 7.1 6.4 ini density 1990 range z 7.1 6.4 jY'CL CLM&O#B prop bulk 4.95e7 she 1.65e7 fric 38 coh 5e4 ten 5e4 range z 6.4 -0.4,J:| X1Fk?v ini density 2100 range z 6.4 -0.4 prop bulk 6.52e7 she 2.67e7 fric 40 coh 4e4 ten 4e4 range z -0.4 -9.1 ini density 2480 range z -0.4 -9.1 prop bulk 6.78e7 she 3.12e7 fric 43 coh 5e4 ten 5e4 range z -9.1 -17.6 ini density 2510 range z -9.1 -17.6 prop bulk 6.53e8 she 3.37e8 fric 44 coh 5e6 ten 5e6 range z -17.6 -26.9 ini density 2520 range z -17.6 -26.9 ;设定边界条件(上边界z自由)。***********不知道这个边界条件和后边的粘滞边界会不会有冲突？************** fix z range z -26.8 -27IQ1M5L'r8q O)I7Rm fix x range x -39.9 -40.1 fix x range x 39.9 40.1 fix y range y -0.1 0.1 fix y range y 39.9 40.1 set grav 0 0 -9.8/oA J'u EQ)p6Z@ ;施加地面面状荷载，考虑地表建筑物。 apply szz -50e3 range z 18 18.2KiDZ/^V sol save geom.sav 2.模拟爆破掘进 new c9[J)M-z~-} rest geom.sav ini state 0 ini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0 ;动力模式:开BI'|[-r#A_Yj'U set dyn on ;设置粘滞边界。看参考书好像粘滞边界是这样加吧，不知道对不对？和上面定义的约束条件又会不会冲突？****************|QI!F\a$q0S apply nquiet squiet dquiet ran z -26.78 -26.98sN0|;V-s | apply nquiet squiet dquiet ran x -39.9 -40.1 apply nquiet squiet dquiet ran x 39.9 40.1
FLAC-数值模拟分析
FLAC数值模拟分析 1工程概况 研究此段为中条山隧道K9+45旷K10+560段，此处隧道最大埋深约540 m, 主要由太古界涑水群表壳岩组合解州片麻岩（Hgn）地层组成，构成中条山隧道分水岭北侧的主体；此段组成隧道的围岩岩性主要为变粒岩、花岗片麻岩等。 该套地层岩性复杂，组合无规律。岩层产状整体倾向南东，倾角一般在50°〜70 °间变化。在AK9+90〜AK10+000段为区域性断层影响段，此断层为破碎岩石组成，将为基岩裂隙水下渗提供通道，隧道开挖必将引起涌水，同时此段围岩稍差，施工时易引起坍塌。此段同时也是中条山北侧泉水主要涌出段，水文情况复杂。总体评价，本段工程地质条件差。 在此处，具体运用FLAC D进行模拟的区段均取洞身YK10+10C〜YK10+180段。该区段为V级围岩区域，埋深为505〜512 m,为断层，附近太古界涑水群花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、岩石破碎。隧道断面为SVc型，如图2-2所示。
图2-2 SVc型隧道断面图 隧道衬砌按新奥法原理设计，采用SVc型复合式衬砌，该衬砌适用于隧道洞身V级断层影响带及软弱破碎围岩段的初期支护及衬砌，超前支护各环采用
42x4 mm注浆小导管超刖预加固围岩，长4.5 m，环向间距35 cm,拾接长度 1.3 m，斜插角10°〜15°,每环37根；初衬以喷、锚、网为主要支护手段：钢拱架为120a 型钢，纵向间距75 cm,每榀钢拱架之间采用© 22钢筋连接，环形 间距1.0 m锚杆采用D25中空注浆锚杆，长3.5 m间距75 cm （纵）x 100 cm （环），与钢拱架交错布置；喷C25早强混凝土26 cm二次衬砌和仰拱均为C30 钢筋混凝土结构，厚50 cm。 1.2 数值计算模型 根据中条山隧道工程的实际状况，为提高计算速度，在保证计算精度的前 提下，取桩号YK10+10〜YK10+160段采用大型有限差分软件FLAC D进行建模分析。 对于全断面法、预留核心土法、台阶法，由于整个隧道模型左右对称，为 减少计算量，可取隧道模型的一半计算，隧道的计算模型I如图2-3所示。 图2-3计算模型I示意图 x、y、z各方向的长度分别为60 m、60 m和140 m。模型的表面为自由边 界，底部为固定边界条件，四周为法向位移约束边界条件。模型共有10912个 节点，9360个实体单元。 对于单侧壁导坑法，由于整个隧道模型左右不对称，可取隧道模型的一半计算，隧道的计算模型II如图2-4所示。 x、y、z各方向的长度分别为120 m、60 m和140 m。模型的表面为自由边界，底部