土木工程数值模拟(FLAC3D)课件第910章.ppt

1、土木工程数值模拟（土木工程数值模拟（FLAC3D）第九章第九章 简单实例分析简单实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）2第九章 简单实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）3第九章 简单实例分析plot create grid4 plot add block group red yellow ;把在group中的部分染成红色和黄色plot add axes black ;添加坐标轴线为黑色;gen zone brick size 8 8 8 p0-10,-10,-20 p1 10,-10,-20&p2-10,10,-20 p3-10,-10,0&group l

2、ower_block;建立块体网格，大小为 ，其尺寸是p0、p1、p2、p3来决定，其中p0为;起始点的坐标，p1 为x方向，p2为y方向，p3位z方向的坐标，并把这些区域;建立成一个群，名为lower_block。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）4gen zone brick size 2,2,1 p0 0,0,1 p1 5,0,1&p2 0,5,1 p3 0,0,3&group upper_block;建立另外一个块体网格，其大小为，其尺寸及位置是p0、p1、p2、p3;来决定，具体如上所述，并把这个区域归为一个群，名为upper_block。plot show;在视图窗中

3、显示pause ;暂停ini z add-1 range group upper_block ;群upper_block的所有单元，在z方向上向下移动1m;gen zone brick size 2,2,1 p0 0,0,0 p1 5,0,0&;p2 0,5,0 p3 0,0,2&;group upper_block;重新建立另外一个块体网格，其大小为，其尺寸及位置是p0、p1、;p2、p3来决定，具体如上所述，并把这个区域归为一个群，名为upper_block。gen merge 1e-5 range z 0;此命令是接触面单元合并成一个整体。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）

4、5第九章 简单实例分析界界面面的的形形成成2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）6第九章 简单实例分析gen zone brick size 3 3 3&p0(0,0,0)p1(3,0,0)p2(0,3,0)p3(0,0,1.5)&p4(3,3,0)p5(0,3,1.5)p6(3,0,4.5)p7(3,3,4.5)group Base;建立另外一个块体网格，其大小为，其尺寸及位置是p0、p1、p2、p3、;p4、p5、p6和p7等楔型体的8个角点坐标来决定，并把这个区域归为一个群，;名为Base（即下面的底座）。;Create Top-1 unit high for initial

5、spacinggen zone brick size 3 3 3&p0(0,0,1.5)p1(3,0,4.5)p2(0,3,1.5)p3(0,0,6)&p4(3,3,4.5)p5(0,3,6)p6(3,0,6)p7(3,3,6)group Top range group Base not;建立另外一个块体网格，其大小为，其尺寸及位置是p0、p1、p2、p3、;p4、p5、p6和p7等楔型体的8个角点坐标来决定，并把这个区域归为一个群，;名为Top（即上面的部分）。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）7第九章 简单实例分析gen separate Top;使两部分的接触网格分离为两部

6、分;Create interface elements on the top surface of the base ;在两部分之间添加交界面单元interface 1 wrap Base Top ;在这两部分之间添加接触单元;plot create view_int ;显示，并创建标题view_int plot add surface ;显示表面plot add interface red ;显示交互面为红色plot show ;打开图形save int.sav;形成sav文件，并保存为int.sav 2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）8第九章 简单实例分析2022-10-22

7、土木工程数值模拟（FLAC）9第九章 简单实例分析new ;新建def setup ;定义函数setup numy=8 ;定义常量numy为8 depth=10.0 ;depth为10end ;结束对函数的定义setup ;运行函数setupgen zone radcyl size 5 numy 8 10&p0 0 0 0 p1 10 0 2 p2 0 depth 0 p3 0 0 10&p4 10 depth 2 p5 0 depth 10 p6 10 0 10 p7 10 depth 10;建立模型的单元为放射性圆柱，其内部圆柱大小尺寸为，其总体的;具体的空间位置由p0,p1,p2,p3,

8、p4,p5,p6,p7（它们的具体意思参看generate命令）;决定。;pause ;暂停gen zone radcyl size 5 numy 8 10&p0 0 0 0 p1 10 0-10 p2 0 depth 0 p3 10 0 2&p4 10 depth-10 p5 10 depth 2 p6 10 0-4 p7 10 depth-4;建立模型的单元为放射性圆柱，其内部圆柱大小尺寸为，其中 数值;10 的意义是 扩展网格的个数。其总体的具体的空间位置由;p0,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7（它们的具体意思参看generate命令）决定。2022-10-22土木工程数值模拟

9、（FLAC）10第九章 简单实例分析gen zone brick size 5 numy 10&p0 0 0-10 p1 10 0-10 p2 0 depth-10 p3 0 0-2 p4 10 depth-10&p5 0 depth-2 p6 2 0-2 p7 2 depth-2;建立块体单元网格，其大小为，空间位置由p0,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7;（它们的具体意思参看generate命令）决定。gen zone reflect orig 0 0 0 norm 1 0 0 ;对单元进行镜像，镜像面为以（0，0，0）为原点，以（1，0，0）为法向向量。plo crea qqq

10、;创建名为qqqplo add surf red ;表面颜色设置为红色plo sho ;显示图形2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）11第九章 简单实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）12第九章 简单实例分析破坏问题破坏问题2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）13第九章 简单实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）14第九章 简单实例分析gen zone brick size 20 1 10;建立块体网格，其大小为。model mohr;材料模型为摩尔-库仑模型prop dens 2000 bul 2.e8 shea 1.e8 coh

11、esion 0.0;材料的性质：密度为 2000，体积模量为，剪切模量 为，;粘聚力为0prop friction 30.dilation 0.tension 0;内摩擦角为，剪胀角为0，抗拉强度为0fix x range x-.1.1;固定边界x=0，为滚动支座fix x range x 19.9 20.1;固定边界x=20，为滚动支座fix x y z range z-.1.1;固定边界z=0，为固端支座fix y;固定所有单元y方向的运动set gravity 0 0-10;设置重力加速度为（0，0，-10）2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）15第九章 简单实例分析hist

12、 unbal;监测不平衡力solve;运算save fail1.sav;保存为fail1.savfree x range x-.1.1 z 6.9 10.1;放松x=0平面上，z=7，10这一部分在x方向的约束step 2000;运算2000个时步save fail2.sav;保存为fail2.sav土木工程数值模拟（土木工程数值模拟（FLAC3D）第十章第十章 实例分析实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）17第十章 实例分析边坡稳定性系数的求解边坡稳定性系数的求解在FLAC3D中任何所选参数的“安全系数”都可以通过给定条件下的计算值与破坏值的比值来确定的计算值与破坏值的比

13、值来确定的。问题描述问题描述强度折减法决定安全系数和极限平衡分析法做了一个比较。=引起破坏的水位/实际的水位 =引起破坏的荷载/设计的荷载 =（实际的摩擦角）/（破坏时的摩擦角）wFLFF2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）18第十章 实例分析在FLAC3D 中通过SOLVE fos 命令实现根据强度折减方法确定安全系数。当FLAC3D 在执行SOLVE fos 命令时，安全系数的值将不断显示在显示屏上，所以你可以知道求解过程进展如何。如果用键终止，求解过程将结束，并将显示目前为止fos 最好的估计。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）19第十章 实例分析盾构井开挖稳定

14、分析盾构井开挖稳定分析问题描述问题描述本例为北京地铁某盾构井的开挖模拟。盾构始发井开挖范围长21.0m，宽18.0m，最大开挖深度为18.6m，围护桩深度为23.5m，根据以往类似数值模拟的经验，一般基坑工程中受影响的最大范围约为基坑开挖尺寸的3-5倍。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）20第十章 实例分析第一步：在模型全部赋为弹性本构模型，直接设置竖向初始应力和水平初始应力，形成初始地应力场。将模型全部赋为弹性本构模型是为了防止在形成初始应力场时，产生塑性变形。第二步：消除与初始地应力场相对应的位移场。在FLAC中可以用命令Initial可以将位移变为零。第三步：做长23.5m

15、的钻孔灌注桩及桩顶冠梁。第三步：开挖到0.5m，并用壳单元模拟喷射混凝土。第四步：采用梁单元做第一道钢支撑，计算使之达到平衡。第五步：开始开挖到9.5m，并用壳单元模拟喷射混凝土。第六步：采用梁单元做第二道钢支撑，计算使之达到平衡。第七步：开挖到15.5m处，并用壳单元模拟喷射混凝土。第八步：采用梁单元做第三道钢支撑，计算使之达到平衡。第九步：开挖到坑底深度18.6m处，并用壳单元模拟喷射混凝土。建模过程建模过程2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）21第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）22第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）

16、23第十章 实例分析基坑开挖过程中的渗流问题基坑开挖过程中的渗流问题问题描述问题描述本节中开挖问题是设计在不透水基础上的饱和土层中的，土层厚度为12米。浸润面保持恒定。开挖断面为8m8m的矩形截面，开挖深度为5米。为了准备这项工作，使开挖点周围被1m厚的防渗墙包围，并向开挖面底部以下延伸2m。开挖完毕后，安装水泵使水位线降低到开挖底面。本例主要是评估由于开挖和排水导致的总的隆起。开挖和排水导致的总的隆起。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）24第十章 实例分析土体假定为弹性材料。土和水的材料参数如下：体积模量，K 390 MPa剪切模量，G280 MPa土的干密度，d 1200 k

17、g/m3水的密度，w1000 kg/m3墙体密度,wall 1500 kg/m3渗透系数，k 1012m2/Pa-s孔隙率，n 0.3流体体积模量，Kf 2.0 GPa重力加速度的大小大约是10m/s2。初始状态为平衡状态（安装过防渗墙之后），横向各向同性应力为xx=yy=0.4zz。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）25第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）26第十章 实例分析未排水开挖后的孔隙水压2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）27第十章 实例分析快速排水开挖后孔隙水压2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）28第十章 实例分

18、析地下水稳定后的孔隙水压2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）29第十章 实例分析基坑底部三个测点（点6、7、9）的竖向位移被取出来，结果如下图所示。结果表明在开挖的第一和第二阶段有起伏发生。这是由于土的移除和开挖过程中的排水。在第三阶段，由于该区域有地下水的流入，底部有轻微的沉降发生。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）30第十章 实例分析稳定渗流方向2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）31第十章 实例分析隧道问题2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）32第十章 实例分析FLAC3D 2.00Itasca Consulting Group,Inc.

19、Minneapolis,Minnesota USAStep 5317 Model Perspective09:36:45 Sat Mar 6 2004Center:X:-6.500e+000 Y:6.000e+001 Z:1.660e+001Rotation:X:0.000 Y:0.000 Z:0.000Dist:3.187e+002Mag.:1.25Ang.:22.500Plane Origin:X:0.000e+000 Y:5.000e+001 Z:0.000e+000Plane Orientation:Dip:90.000 DD:0.000Contour of Z-Displacemen

20、t Plane:on-8.6519e-003 to-7.0000e-003-7.0000e-003 to-6.0000e-003-6.0000e-003 to-5.0000e-003-5.0000e-003 to-4.0000e-003-4.0000e-003 to-3.0000e-003-3.0000e-003 to-2.0000e-003-2.0000e-003 to-1.0000e-003-1.0000e-003 to 0.0000e+000 0.0000e+000 to 1.0000e-003 1.0000e-003 to 2.0000e-003 2.0000e-003 to 3.00

21、00e-003 3.0000e-003 to 4.0000e-003 4.0000e-003 to 5.0000e-003 5.0000e-003 to 5.8833e-0032022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）33第十章 实例分析矿柱受压问题矿柱受压问题计算交叉巷道交接处矿柱受压后的受力以及位移变形情况，从而确定矿柱所能承受的最大荷载。崩落开采法的开采，采矿巷道的前方处于原应力状态，随着采矿的进行，矿柱承受垂直竖向压力逐渐增大。2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）34第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）35第十章 实例分析2022-10-2

22、2土木工程数值模拟（FLAC）36第十章 实例分析煤炭开采煤炭开采2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）37第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）38第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）39第十章 实例分析2022-10-22土木工程数值模拟（FLAC）40考试建立一个埋深为-15的双线隧道，隧道内径5.7m，管片厚度0.3m，注浆层厚度0.125m。隧道中心间距12m。周围土层为均质土。盾构法施工。试分析盾构施工对周围地层的位移影响prop bulk 1.19e8shear 1.1e8prop coh 2.72e5 fric 28 ten 2e5