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Flac3D锚杆模拟及开挖、充填1

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FLAC_3D的锚杆拉拔数值模拟试验_江文武

FLAC_3D的锚杆拉拔数值模拟试验_江文武

图 3 网格剖分图
szz
Z sxx X
锚杆
X Y
sxx
沿锚杆轴 向施加固 定的速度 v
szz 7.5m
10 m 5 m 限制 Y 方向的位移
图 4 锚杆拉拔数值模型示意图
为了模拟锚杆拉拔过程中的影响因素，即影 响锚杆锚固的效应的因素：1） 模拟了在同样的外 部条件下，唯有浆体的摩擦角（ φg = 00 ，100 ，200 ， 300 ，400 ） 不同的条件作用下沿着锚杆轴向、径向 锚杆的应力与应变的分布规律以及锚杆的锚固 力、浆体界面上的剪应力分布特征；2） 模拟了在 同样的外部条件下，唯有浆体有效围压（ σm = 0， 2，4，6，8 MPa） 不同的条件作用下沿着锚杆轴向、 径向锚杆的应力与应变的分布规律以及锚杆的锚 固力、浆体界面上的剪应力分布特征；同时还模拟 了锚杆在拉拔过程中，锚索与岩体间的界面发生 剪切屈服、产生滑动直至拉拔破坏具体过程.
·130·
哈尔滨工业大学学报
第 41 卷
变形和强度起着重要的作用［1 ～ 4］. 加锚岩体的数 值模拟方法大都还是基于有限元法，但一般都过 低估计锚固效果. 然而 FLAC － 3D 即三维快速拉 格朗日分析方法的出现，又为锚杆在岩体锚固机 理提供了新的机遇. 本文就锚固体的摩擦角、有效 围压等对锚杆锚固性能的影响作了分析，对锚杆 拉拔过程中锚杆锚固失效的特点进行了探索，并 将现场试验与数值模拟计算进行了对比和分析.
3 数值模拟试验结果
通过多种方案的数值模拟试验可知图 5（ a） 是现场试验得到一系列的力与位移之间的曲线， 从图 5（ a） 中得知锚杆直径为 15. 2 mm 的锚杆锚 固力 = 17 t / m. 图 5（ b） 是根据现场的地质条件建 模后计算得到的锚杆所受力与位移之间的曲线， 图 5（b）中显示当锚杆自由端施加的力小于某一 值时，力与位移基本成正比关系，当力达到一定值 即锚 固 力 时，力 保 持 不 变，而 位 移 呈 无 限 增 大 趋 势，说明锚杆已经整体失稳，锚固作用失效，图 6

FLAC3D应用情况及锚杆(索)支护设计

FLAC3D应用情况及锚杆(索)支护设计

FLAC3D应用情况及锚杆（索）支护设计摘要：FLAC3D数值模拟技术作为巷道支护设计有效、可靠的手段之一，一直深受各大研究机构和高校推崇，但煤炭行业从业人员却很少涉猎，导致在巷道支护设计中缺乏手段，设计依据不充分，大多只能凭借经验或工程类比法进行粗略设计，手段单一，不能进行有效的针对性设计，更不能优化设计。

为此，张集矿组织人员对FLAC3D进行了初步研究，对锚杆（索）支护设计提供了一定的依据。

关键词：FLAC3D；支护设计；效果FLAC3D数值模拟技术相对来说企业对数值模拟计算是陌生的，所以在应用广度和深度方面和研究机构存在不小的差距。

而FLAC3D模拟技术本身又是开放性的，不同的人，对于软件本身的理解程度、使用熟练程度和支护理论的理解也不同，导致使用效果也各不相同。

FLAC3D是一款功能强大的数值模拟软件，张集矿通过将近一年时间的不断尝试与摸索，逐渐从基本应用到专项应用，能够实现的模拟形式也越来越多，并能进行一些特殊情况的模拟。

1 概述由于我矿生产任务重，每年大概超过60条新巷道开工掘进，支护设计工作繁重，目前全矿的煤巷支护设计均是由工作室来做的，模拟工作量太大，不可能做到所有巷道都应用FLAC3D来进行辅助支护设计，只有在新采区、新水平、特殊工况、特殊结构的巷道中进行模拟设计，其他巷道应用工程类比和理论计算2种方法进行支护设计。

从2018年4月参加淮南矿业集团公司FLAC3D数值模拟技术集中培训以来，张集矿工作室即投入到对该技术的攻关应用当中，到7月份，在1312（3）轨顺锚杆索支护设计中进行了第一次实际应用，随后又在1115（1）运顺“三高一低”课题试验中进行了支护优化应用，并取得了很好的效果目前，我矿正在开展“三高一低”课题试验工作，从排距、附件、锚杆索组合形式等方面进行优化，部分成果已开始应用（排距从800mm扩大到1000mm以上），今年试验将继续进行。

2全长和端头锚固的模拟结果对比为了弄清楚不同的锚杆锚固形式的工作特性，通过简化模型进行定性模拟分析，分别从端头锚固、传统全长锚固、端头预紧力全长锚固三种锚固形式来进行模拟。

flac3d模拟锚杆三种方法

flac3d模拟锚杆三种方法
sel cable id=1 pretension=0.1e6 range cid=1,10 any cid=16,25 any
sel cable pro slide=on
plot add sel cable force yellow red
plot add sel cable grout slip
sel delete link range id 17
sel link id=200 17 target zone
sel link attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid xrdir=rigid yrdir=rigid zrdir=rigid range id 200
n
gen zone radtun p0 0 0 0 p1 25 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 25 size 4 25 4 10 dim 4 4 4 4 ratio 1 1 1 1.1 fill
gen zone reflect normal 1 0 0 ori 0 0 0
gen zone reflect normal 0 0 1 ori 0 0 0
sel cable id 1 pretension 60e3 range cid 1,10
pl set rot 90 0 0
pl sel cabl force
pl add sel geom cid on
step 2000
save sy.sav
Flac3d输出：
1 Edit copy to clipboard 粘贴到word
sel cable id 1 pretension 60e3 range cid 1,10

FLAC锚杆单元模型的修正及其应用

FLAC锚杆单元模型的修正及其应用
ξ0
(4)
(2) 恒阻段：当锚杆达到屈服剪切强度时，其
FLAC 锚杆单元模型
图2 Fig.2
轴力取为 Fmax 。 (3) 损伤软化段(即降阻段)：
D K bond =−
Original model of bolt element in FLAC
EA t 式中： ∆F = ∆u ， ∆Fct = K c ∆u t 。其中， ∆Fbt ， ∆L
• 2200 •
岩石力学与工程学报
2004 年
根据数值模拟的结果，在工作面回采期间， 在工作面前方 50 m 范围内，增加了临时加强支护， 以避免回采期间锚杆完全失效，确保巷道围岩稳 定。实践证明，根据理论研究成果，采取相应的技 术措施，使巷道围岩的变形量控制在锚杆所允许 的范围内，现场观测顶、底板相对移近量为 466 mm，两帮相对移近量为 560 mm，确保了生产安 全。
a巷道围岩变形锚杆编号及测站布置b锚杆的力学特性曲线图4巷道围岩变形情况及锚杆的力学特性曲线fig4deformationofsurroundingrockmassesandmechanicalpropertyofrockbolts根据上述原理编程并将程序嵌入到flac程序中就能获得锚杆在不同变形阶段的锚固力大小从而能反映出锚杆的实际力学特性曲线
式中：[τ ] 为锚固剂的屈服剪切强度 (Pa)， D 为锚杆 直径(m)， t 为锚杆钻孔与锚杆之间的间隙(m)。
3 修正的 FLAC 锚杆单元模型
端锚
全锚
1 000 500 0 0 5 10 15 20
修正的 FLAC 锚杆单元模型见图 3。
25
30
模型表面位移/mm (b) 实验室测定曲线
(b) 锚杆的力学特性曲线

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]。

基于FLAC_3D_的自由式预应力锚索数值模拟方式探讨

基于FLAC_3D_的自由式预应力锚索数值模拟方式探讨
结压力 的 实 测 与 分 析 J . 岩 土 工 程 学 报, 2009, 31 ( 2): 207- 212. 12 张向东, 张树光, 李永 靖, 等. 冻土三轴 流变特 性试验 研究与冻结壁厚度的确定 J . 岩石力学与工程学报. 2004, 23( 3) : 395- 400.
作者简介: 马茂艳 ( 1975 - ), 女, 浙 江东 阳人, 博士, 安 徽建筑工业学院讲师, 主 要从事地下工程、岩土工程研究。
(收稿日期: 2009- 12- 31; 责任编辑: 梁绍权 )
( 上接第 137页 )
图 4 3种模拟方式轴力图
2 种 方式 在锚索 的最 外端 均 出现 了 小 幅的 预 应 力损 失现象, 然后迅速攀升到最大值。方式 3的最大轴 力 95. 3 kN, 整个 自由段 的轴力 持平, 维持 在最大 值。在内锚固段 3种方式轴力大幅衰减, 直至为 0。 从轴力在预应力锚索内的分布来看, 方式 3 较为接 近实际情况。
问题探讨
煤 矿 安 全 ( 2010- 07)
∃ 137∃
2. 2 锚索参数 预应力锚索的基本参数见表 2。
表 2 锚索参数
参数 直径 /mm 屈服拉力 /kPa 预应力 / kN
值 20 2 320 100
2. 3 水泥浆参数 水泥浆参数见表 3, 其中浆体的刚度 kg 可以从
拉拔试验直接获得, 也可用下式计算:
25 0. 02
自由式预应力锚索由 2 部分组成: 自由张拉段 和内锚固段, 见图 1。算例自由段长 29 m, 内锚固段 长 6 m。 FLAC3D中对于自由式锚索的模拟, 先生成 整根锚索, 然后给自由段的浆体参数均赋为 0( 相当 于只有内锚固段采用锚索单元模拟 ), 再通过 sel ca ble pretension给自由 段施加预张拉力。此外, 自由 段和内锚固 段都应 划分为 较小 的区 段, 每段赋 予 C id值, 例如, 算例自由端划分为 10 段, C id 编号依 次为 1, 2, &, 10, 内锚固段划分为 6段, C id编号依 次为 11, 12, &, 16。

flac3d基坑开挖命令

flac3d基坑开挖命令

newtitle基坑开挖模拟—未穿通;---成立壳模型gen zone brick p0 15 p1 13 p2 0 p3 15 0 &p4 0 p5 0 0 p6 13 0 p7 0 0gen zone brick p0 -22.5 -1 -0.6 p1 0 p2 15 p3 -1 0 &p4 13 p5 15 0 p6 0 0 p7 0gen zone brick p0 p1 p2 -22.5 -1 -0.6 &p3 0 p4 0 p5 -1 0 p6 0 p7 0 0gen zone brick p0 p1 0 p2 &p3 0 p4 0 p5 0 p6 0 0 p7 0 0;---成立对称单元gen zone reflect dd 90 dip 90 origin 0 0 0group shell;---冠梁参数model elassel shell id=1 range group shellsel shell id=1 elemtype=dkt crossdiag range group shell z 0sel shell prope density 1600 iso 2e11 thick range group shell;---成立基坑模型generate zone radbric size 5 5 5 5 &p0 0 0 0 p1 50 0 0 p2 0 0 -20 p3 0 40 0 p4 50 0 -20 &p5 0 40 -20 p6 50 40 0 p7 50 40 -20 p8 20 0 0 p9 0 0 &p10 0 15 0 p11 20 0 p12 0 15 p13 20 13 0 p14 20 13 fill group kengnei generate zone radbrick size 5 5 5 5 &p0 0 0 0 p1 0 -40 0 p2 0 0 -20 p3 50 0 0 &p4 0 -40 -20 p5 50 0 -20 p6 50 -40 0 p7 50 -40 -20 &p8 0 -13 0 p9 0 0 p10 20 0 0 p11 0 -13 p12 20 0 &p13 10 -13 0 p14 10 -13 -8.5 fill group kengnei;---成立对称单元gen zone reflect dd 90 dip 90 origin 0 0 0;---连接attach face rang z ;---基坑参数设定莫尔库仑参数attach face ran y .1attach face ran x .1group section1 range z -2,0 group kengneigroup section2 range z -4,-2 group kengneigroup section3 range z -6,-4 group kengneigroup section4 range z -8,-6 group kengneigroup section5 range z ,-8 group kengnei;---基坑土体设置材料模型参数model mohrprop bulk 8e9 shear 5e9 fric 35 coh 1e10 tens 1e10;---设置初始应力状态ini xvel=ini density 1600 range z -1,0ini density 2000 range z -6,-1ini density 2200 range z -20,-6ini szz 0. grad 0 0 16000 range z -1 0ini szz 0. grad 0 0 20000 range z -6 -1ini szz 0. grad 0 0 22000 range z -20 -6set gravity 0,0,;---设置边界条件fix x range xfix x range xfix z range zfix y range yfix y range yfix z range group shellfix x range group shell xfix x range group shell xfix x range group shell xfix x range group shell xfix x range group shell xfix x y z range group shell yfix x y z range group shell y;---监测变量hist nstep=5hist unbalset mechanical force 50solveplothistory 1plotcreate trenchadd contour dispadd axes blackshowfree x range xfree y range yset large;---成立前排桩模型sel pile id 1 begin 0 end 0 nseg 10 sel pile id 2 begin 2 end 2 nseg 10 sel pile id 3 begin 4 end 4 nseg 10 sel pile id 4 begin 6 end 6 nseg 10 sel pile id 5 begin 8 end 8 nseg 10 sel pile id 6 begin 10 end 10 nseg 10 sel pile id 7 begin 12 end 12 nseg 10 sel pile id 8 begin 13 end 13 nseg 10 sel pile id 9 begin end nseg 10sel pile id 10 begin end nseg 10 sel pile id 11 begin end nseg 10 sel pile id 12 begin end nseg 10 sel pile id 13 begin end nseg 10 sel pile id 14 begin end nseg 10sel pile id 15 begin end nseg 10sel pile id 16 begin end nseg 10 sel pile id 17 begin end nseg 10 sel pile id 18 begin end nseg 10 sel pile id 19 begin end nseg 10 sel pile id 20 begin end nseg 10 sel pile id 21 begin end nseg 10 sel pile id 22 begin end nseg 10 sel pile id 23 begin end nseg 10 sel pile id 24 begin end nseg 10 sel pile id 25 begin end nseg 10 sel pile id 26 begin end nseg 10 sel pile id 27 begin end nseg 10 sel pile id 28 begin end nseg 10 sel pile id 29 begin end nseg 10 sel pile id 30 begin end nseg 10 sel pile id 31 begin end nseg 10 sel pile id 32 begin end nseg 10sel pile id 33 begin end nseg 10 sel pile id 34 begin end nseg 10sel pile id 35 begin end nseg 10 sel pile id 36 begin end nseg 10 sel pile id 37 begin end nseg 10 sel pile id 38 begin end nseg 10 sel pile id 39 begin end nseg 10 sel pile id 40 begin end nseg 10 sel pile id 41 begin end nseg 10sel pile id 42 begin end nseg 10 sel pile id 43 begin end nseg 10 sel pile id 44 begin end nseg 10sel pile id 45 begin end nseg 10sel pile id 46 begin end nseg 10sel pile id 47 begin end nseg 10sel pile id 48 begin end nseg 10sel pile id 49 begin end nseg 10sel pile id 50 begin end nseg 10sel pile id 51 begin end nseg 10sel pile id 52 begin end nseg 10sel pile id 53 begin end nseg 10sel pile id 54 begin end nseg 10sel pile id 55 begin end nseg 10sel pile id 56 begin end nseg 10sel pile id 57 begin end nseg 10sel pile id 58 begin end nseg 10sel pile id 59 begin end nseg 10sel pile id 60 begin end nseg 10sel pile id 61 begin end nseg 10sel pile id 62 begin end nseg 10sel pile id 63 begin end nseg 10sel pile id 64 begin end nseg 10sel pile id 65 begin end nseg 10sel pile id 66 begin end nseg 10sel pile id 67 begin end nseg 10sel pile id 68 begin end nseg 10sel pile id 69 begin end nseg 10sel pile id 70 begin end nseg 10sel pile id 71 begin 1 end 1 nseg 10 sel pile id 72 begin 3 end 3 nseg 10 sel pile id 73 begin 5 end 5 nseg 10 sel pile id 74 begin 7 end 7 nseg 10 sel pile id 75 begin 9 end 9 nseg 10 sel pile id 76 begin 11 end 11 nseg 10 sel pile id 77 begin 13 end 13 nseg 10 sel pile id 78 begin 15 end 15 nseg 10 sel pile id 79 begin end nseg 10sel pile id 80 begin end nseg 10sel pile id 81 begin end nseg 10sel pile id 82 begin end nseg 10sel pile id 83 begin end nseg 10sel pile id 84 begin end nseg 10sel pile id 85 begin end nseg 10 sel pile id 86 begin end nseg 10 sel pile id 87 begin end nseg 10 sel pile id 88 begin end nseg 10 sel pile id 89 begin end nseg 10 sel pile id 90 begin end nseg 10 sel pile id 91 begin 0 end 0 nseg 10 sel pile id 92 begin end nseg 10 sel pile id 93 begin end nseg 10 sel pile id 94 begin end nseg 10 sel pile id 95 begin end nseg 10 sel pile id 96 begin end nseg 10 sel pile id 97 begin end nseg 10 sel pile id 98 begin end nseg 10 sel pile id 99 begin end nseg 10 sel pile id 100 begin end nseg 10 sel pile id 101 begin end nseg 10 sel pile id 102 begin end nseg 10 sel pile id 103 begin end nseg 10 sel pile id 104 begin end nseg 10 sel pile id 105 begin end nseg 10 sel pile id 106 begin end nseg 10 sel pile id 107 begin end nseg 10 sel pile id 108 begin end nseg 10 sel pile id 109 begin end nseg 10 sel pile id 110 begin end nseg 10 sel pile id 111 begin end nseg 10 sel pile id 112 begin end nseg 10 sel pile id 113 begin end nseg 10 sel pile id 114 begin end nseg 10 sel pile id 115 begin end nseg 10 sel pile id 116 begin end nseg 10 sel pile id 117 begin 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null range group section1set largeinit xdisp ydisp zdispstep 2000init xdisp ydisp zdisp;hist id=2 gp zvel 0 1 1;hist id=3 gp zvel 0 1 1;;mod null range group section2;solve;save;mod null range group section3;solve;save;mod null range group section4;solve;save;mod null range group section5;solve;save;set large;init xdisp ydisp zdisp;step 2000plot create dispcontplot copy gravV dispcont settingsplot add contour disp plane behind shade onplot add axesplot show;plot set rot 40 0 20;plot sh;plot add blo mo me blue ;--显示几何模型;plo add blo group green blue green ;--显示group ;plo add sel geom shell black ;---显示结构体;plo add sel geom pile red ;---显示结构体;plot add axes blackhist unbal。

关于锚杆本构及其数值模拟分析总结与思考

关于锚杆本构及其数值模拟分析总结与思考

纯拉：
纯拉
何礼理
纯剪 拉剪
PILE
耦合
(1)塑性之前（OA 段），杆体拉力随着 拉应变的增加而线性增长； (2)屈服后，杆体 轴力保持不变（AB 段）；(3)当杆体的应变大于拉断破坏 应 变时，锚杆拉断,杆体拉力变为(BC 段)。
6
纯剪：
（1）在杆体受到的剪力达到抗剪极限 能力之前，其剪力随着剪 切位移的增 加而线性增加（OA 段）； （2）当杆体达到剪切 极限受力状态 时，杆体产生剪断破坏。
拉剪耦合：
纯剪： 拉剪耦合：
栾恒杰
拉剪
曹艳伟
PILE
6
耦合
蒋宇静
二、 关于 FLAC3D 中材料及结构单元二次开发的思考
（1） 深部巷道二次开发锚杆、锚索、锚网索支护稳定性控制模型 上述文献[1-9]对 FLAC3D 锚杆单元抗拉、抗剪、拉剪耦合方面二次开发及破断理论进行了详 细阐述，并在模拟实际工程取得良好效果。支护与围岩形成的相互协调的承载共同体是巷道围 岩控制的核心，但是目前文章[1-18]仅仅是对锚杆、锚索支护结构单元自身进行研究，一是缺乏 对恒阻吸能、恒阻大变形锚杆单元结构进行二次开发；二是缺乏二次开发锚杆单元与原结构单 元在静态围岩应力场对比、动态应力场演变规律量化分析、函数拟合，静态围岩位移场对比、 动态位移场演变规律量化分析、函数拟合；三是缺乏二次开发锚网索单元耦合与原结构单元在 静态围岩应力场对比、动态应力场演变规律量化分析、函数拟合，静态围岩位移场对比、动态 位移场演变规律量化分析、函数拟合，从而形成动、静应力作用下深部巷道二次开发结构单元 锚杆、锚索、锚网索支护稳定性控制模型。 围岩应力场稳定是巷道稳定的基础，国内外研究学者对围岩应力场演变进行了深入研究， 其研究现状如下： Antonio, B.[19]对深部隧道围岩应力场进行深入研究，通过围岩应力和位移变化揭示应力场 演变规律；Mohammad, R.Z.[20]研究了深部隧道围岩内弹塑性分区，对塑性损伤区给出了应力和 位移的解析解；Srisharan, S.[21]将深部煤矿巷道围岩简化为等效连续体，并使用离散元法对围岩

基于flac3d隧道开挖的关键命令流

基于flac3d隧道开挖的关键命令流

收稿日期：2019-12-03作者简介：包昊（1995-），男，硕士研究生，主要研究方向为隧道可靠度通信作者：方超（1990-），男，工程师，硕士，主要研究方向为岩土不确定性以及地下工程设计基于FLAC3D 隧道开挖的关键命令流包昊1，周旭辉1，葛彬1，方超2（1.河海大学土木与交通学院，南京210024； 2.安徽省综合交通研究股份有限公司，合肥230000）摘要：利用FLAC3D 软件开展数值模拟分析隧道工程中遇到的问题，以上海软黏土盾构为例，建立隧道开挖的有限差分模型，使用壳单元生成衬砌，锚索单元生成锚杆，用该方法得到的隧道模型与现实隧道更加贴切.运算结果表明：用该隧道模型诱发的地表沉降能用Peck 公式进行较好的拟合，基本符合高斯分布，可以有效地模拟隧道开挖引起的地表变形规律.关键词：FLAC3D ；隧道开挖；弹塑性求解；应力释放方法中图分类号：TK 730.2；Q 357.5文献标识码：ACommand Flow Analysis of Tunnel Excavation Based on FLAC3DBAO Hao 1，ZHOU Xuhui 1，GE Bin 1，FANG Chao 2（1.College of Civil and Transportation Engineering ，Hohai University ，Nanjing 210024，China ；2.Anhui Comprehensive Transportation Research Institute Co.Ltd.，Hefei 230000，China ）Abstract ：The numerical simulation of FLAC3D was used to analyze the tunnel engineering problems.Taking Shanghai soft clay shield as an example ，the finite difference model of tunnel excavation was established.The shell element was used to generate the lining ，and the cable element was used to generate the anchor rod.The tunnel model obtained by this method is more suitable to the real tunnel.The calculation results show that the ground settlement induced by the tunnel model can be well fitted by the Peck formula ，which basically conforms to the Gaussiandistribution and can effectively simulate the ground deformation law caused by tunnel excavation.Key words ：FLAC3D ；excavation of tunnel ；elastic and plastic method ；method of stress releasing随着城市化进程的不断加快，地表空间已经不能够满足人们的需求，地下空间的探索已然成为主流.盾构隧道施工技术是人们对于地下空间探索的最主要的方法之一.随着工程项目的增多，各地地形的复杂不一，因此隧道的开挖也遇到各种各样的问题，如何较为准确的预测隧道开挖过程中风险，成为国内外学者们尤为关注的问题.数值模拟分析成为如今分析隧道工程相关问题的重要方式之一.随着科技的发展，众多商业软件被开发出来用于模拟实际工程问题，与其他软件相较而言，FLAC3D 软件在用于隧道工程的模拟时具有多方面的优势［1］.首先，隧道开挖时，不同场地的物理力学参数不同，导致不同场地的本构模型之间具有差异，FLAC3D 软件内嵌多种本构模型，可以针对不同的场地进行合理的选择；第二，与实体（group ）单元不同的是，该软件本身拥有较多的结构单元用于模拟现实中的衬砌、锚索、梁等，在方便使用者的同时提高了模拟的准确性；第三，该软件为满足更多使用者的要求，其内置的FISH 语言使得参数的赋值以及数据的提取更加人性化.众所周知，隧道开挖的问题已经得到了广泛的分析［2-8］，而FISH 语言则是建模中必不可少的部分.第38卷第2期河南科学2020年2月本文简要介绍了隧道开挖模拟中关键部分的程序命令流，建立有限差分隧道模型，进行一次隧道开挖对地表位移影响的模拟运算，将结果与Peck ［9］经验公式拟合对比，证明其有效性.1关键命令1.1生成初始地应力场在采矿工程或者岩土工程领域中，必然存在着初始地应力场，它对于土体变形分析的影响不容小觑.传统初始地应力场的生成采用弹性求解法，而后再改换成塑性求解，忽略了土体的实际性质.而采用弹塑性求解法与前述方法相比可产生屈服的区域，相较而言，该方法初始地应力场的生成比前者更为合理.用简单例子更简易地表达弹塑性求解法的过程：newgen zone brick size 999model mohr ；采用摩尔库伦模型prop young …pois …fric …coh 3e10；将凝聚力设置为较大值fix xyz …；固定边界ini dens …set grav …；设置参数solve prop …coh 13e3；重新设置凝聚力solve需要要注意的是此简单例子只为说明生成初始地应力场的过程和方法，将其更为简明地展示出来，由于模型较为简单，故在自重作用之下并没有产生屈服区域，实际情形需要由使用者自己建立适用的模型进行观察分析.1.2应力释放应力释放法实际上就是应力的反向施加.张传庆等［10］分析了应力释放在隧道工程中的相关问题；程红战等［11-12］在将应力释放系数设为0.1的基础上建立隧道模型，分析了土体弹性模量的相关距离和变异系数对地表变形的影响；方超等［13］将围岩密度、弹性模量、内摩擦角视为三维正态随机场，研究围岩的相关距离对可靠度的影响，其中应力释放系数为0.30.应力释放方法的原理［14］是当土体开挖以后，在开挖边缘的单元节点上会失去原有的支持力，进行第一步计算（step 1）.此计算是为了获取其不平衡力P 0，将这些不平衡力以某一比例（应力释放系数a ）反向施加在原有的节点之上，紧接着添加shell 单元进行最后求解.应力释放后不能进行一次求解计算，必须添加衬砌后两者同时求解，否则隧道先变形后添加衬砌，其隧道掌子面变形量与衬砌变形量不相等，从而脱离实际.应力释系数的确定与当地的水文地质、开挖施工方法等都有一定关系，需综合分析确定.具体命令流为：def rel；定义FISH 语言coef=1.0-a c_x=41c_z=35--288引用格式：包昊，周旭辉，葛彬，等.基于FLAC3D隧道开挖的关键命令流［J］.河南科学，2020，38（2）：287-291.d=6.2；输入隧道中心点坐标以及隧道直径drelax1=gp_headloop while relax1#nullxa=gp_xpos（relax1）ya=gp_ypos（relax1）za=gp_zpos（relax1）dis=sqrt（（c_x-xa）^2+（c_z-za）^2）if dis<（d/2.+0.01）thenif dis>（d/2.-0.01）then；原理为隧道开挖掌子面距离隧道中心的距离等于半径，用该方法［15］来确定需要进行应力释放的节点xpow=-gp_xfunbal（relax1）*coefypow=-gp_yfunbal（relax1）*coefzpow=-gp_zfunbal（relax1）*coefkid=gp_id（relax1）commandapply xforce@xpow range id@kidapply yforce@ypow range id@kidapply zforce@zpow range id@kidendcommand；反向施加一定比例的不平衡力endifendifrelax1=gp_next（relax1）endloopend1.3设置锚索在隧道开挖工程的数值模拟中用锚杆和锚索的支护，常常用锚杆对岩石岩土工程进行加固，它的作用是利用水泥沿着长度方向提供的抗剪切能力，以生成局部阻力，借此抵御裂缝的位移变形，但是在目前已有的论文中极少有关于该命令流的介绍.由于隧道纵向长度远大于横向长度，将其视为平面应变情况，所以建模纵向距离取值1m，在该范围内的锚杆数量有限，用精确坐标的方法［16］即可完成锚杆布置的数值模拟.由于锚杆在圆形隧道四周呈放射状布置，故FLAC中的单元都以矩形方块为主，而放射状布置相对于单元形状是难以确定坐标的，可以使用CAD绘制准确图形，从CAD绘图软件中精确读取每根锚杆的坐标位置，并以其中一根锚杆的命令流为例，使用精确坐标法布置隧道四周的锚杆命令流：def cab_insloop iidx（1，6）y=iidx-0.5commandsel cable id=1begin39.32y43.16end36.88y42.62nseg4…endcommandendloopend-289-第38卷第2期河南科学2020年2月用该方法建立锚杆需输入每个点的坐标，故不适合较多坐标点的输入，否则既繁琐又容易出错，需慎重选择.锚杆一般与衬砌连用，共同作用于隧道掌子面，使得隧道变形降为最小值，就如上面添加衬砌一样，锚杆的添加也不是一步完成的，需要在此之前进行应力释放，由于前面已经定义了FISH 语言，这里不再复述.利用应力释放程序、衬砌（shell ）单元、锚杆（cable ）等建立较为完善的隧道开挖模拟.2隧道有限差分建模以在上海地区的软黏土中开挖隧道为原型，模拟在均质土体中开挖隧道对邻近建筑物的影响.有限差分模型的几何形状如图1所示，土体的宽度为120m ，深度为50m ，较大的边界有利于减少计算变形的误差.隧道的衬砌用shell 单元来模拟，由于在FLAC3D 中shell 单元为弹性连续环，这与实际衬砌的组装不相符，故需要对衬砌刚度进行折减，折减系数取0.7.隧道的轴线埋深为15m ，如表1所示，隧道的外径为6.2m ，内径为5.5m ，衬砌厚度为0.35m .由于隧道的纵向尺寸远远大于其截面的尺寸，故同前所述，纵向取值1m 假设为平面应变情形.假设衬砌为混凝土材料，其弹性模量、泊松比和重度分别为34.5GPa 、0.2和25kN/m 3.表1物理力学参数Tab.1Physico-mechanical parameters介质土体衬砌材料弹塑性材料线弹性材料衬砌厚度/m0.3重度/（kN·m -3）1825内摩擦角/（°）9.5黏聚力/kPa14泊松比0.320.22弹性模量/MPa121.5×104在各种数值模拟中，已有大量的土体模型用于模拟软土的非线性应力应变的特性.然而获得准确的土体参数进行合理的预测较为困难，故本研究采用Mohr-Coulomb 模型，这也是目前在模拟土体模型中应用最为广泛的数值模型之一.表1给出了土体参数，这是上海软黏土的常用值［17］.采用应力释放法开挖隧道，典型的上海软黏土的应力释放率为25%~30%，结合有限差分模型以及上海隧道的实际情形，本文的应力释放率取值0.25.均质土的地表位移如图2所示，该曲线能用Peck 的经验公式较好地拟合，基本服从高斯分布，也说明该有限差分模型可以有效地模拟隧道开挖引起的地表变形规律.图1有限差分模型Fig.1Finite difference model1201535土体深度/m土体宽度/m图2地表沉降与曲线拟合Fig.2Surface settlement and curve fitting地表沉降Peak 公式0-5-10-15-20地表沉降/m m-40-30-20-10010203040距隧道中心距离/m--290引用格式：包昊，周旭辉，葛彬，等.基于FLAC3D隧道开挖的关键命令流［J］.河南科学，2020，38（2）：287-291.3结语1）FLAC3D在分析隧道工程和采矿工程问题时具有较大的优势，内含的结构单元和本构模型可更为简便与准确地进行数值建模.但在模型较大、单元数量较多时，其计算过程较长，计算速度会显得较慢.2）传统的初始地应力场的生成虽然简便，但与实际有一定差距.通过改变强度参数的弹塑性法建立初始地应力场可优化这一过程，可反映土体的塑性区，但其计算速度亦会随着模型的增大减慢.3）使用应力释放法进行隧道开挖，可以在一定计算条件下较好地还原实地情形，但是由于应力释放率的确定与各种因素有关，故需综合确定.4）用FLAC3D建立有限差分模型，所得隧道开挖对地表位移的沉降曲线符合Peck经验公式，具有一定的有效性.参考文献：［1］陈育民.FLAC及FLAC3D基础与工程实例［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.［2］ABID A，LYAMIN A V，HUANG J S，et al.Undrained stability of a single circular tunnel in spatially variable soil subjected to surcharge loading［J］.Computers&Geotechnics，2017，84：16-27.［3］MOLLON G，PHOON K K，DIAS D，et al.Validation of a new2D failure mechanism for the stability analysis of a pressurized tunnel face in a spatially varying sand［J］.Journal of 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Suelos，A.C.，1969：225-290.［10］张传庆，冯夏庭，周辉，等.应力释放法在隧洞开挖模拟中若干问题的研究［J］.岩土力学，2008（5）：1174-1180.［11］程红战，陈健，李健斌，等.基于随机场理论的盾构隧道地表变形分析［J］.岩石力学与工程学报，2016，35（S2）：4256-4264.［12］李健斌，陈健，罗红星，等.基于随机场理论的双线盾构隧道地层变形分析［J］.岩石力学与工程报，2018，37（7）：1748-1765.［13］方超，薛亚东.围岩空间变异性对隧道结构可靠度的影响分析［J］.现代隧术，2014，51（5）：41-47.［14］HUANG H W，XIAO L，ZHANG D M，et al.Influence of spatial variability of soil Young’s modulus on tunnel convergence in soft soils［J］.Engineering Geology，2017，228：327-370.［15］王涛，韩煊，赵先宇，等.FLAC3D数值模拟方法及工程应用——深入剖析FLAC3D5.0［M］.北京：中国建筑工业出版社，2015.［16］刘永乐.FLAC~（3D）5.0巷道锚杆安装命令流［J］.煤炭技术，2018，37（11）：124-126.［17］ZHANG Z G，HUANG M S.Geotechnical influence on existing subway tunnels induced by multiline tunneling in Shanghai soft soil［J］.Computers&Geotechnics，2014，56（3）：121-132.（编辑孟兰琳）-291-。

flac3d基坑开挖命令

flac3d基坑开挖命令

newtitle基坑开挖模拟—未穿通;---建立壳模型gen zone brick p0 -22.5 15 -0.6 p1 -20.5 13 -0.6 p2 0 17.5 -0.6 p3 -22.5 15 0 &p4 0 15.5 -0.6 p5 0 17.5 0 p6 -20.5 13 0 p7 0 15.5 0gen zone brick p0 -22.5 -1 -0.6 p1 -20.5 0 -0.6 p2 -22.5 15 -0.6 p3 -22.5 -1 0 &p4 -20.5 13 -0.6 p5 -22.5 15 0 p6 -20.5 0 0 p7 -20.5 13.0 0gen zone brick p0 -12.5 -15.5 -0.6 p1 -10.5 -13.5 -0.6 p2 -22.5 -1 -0.6 &p3 -12.5 -15.5 0 p4 -20.5 0 -0.6 p5 -22.5 -1 0 p6 -10.5 -13.5 0 p7 -20.5 0 0 gen zone brick p0 -12.5 -15.5 -0.6 p1 0 -15.5 -0.6 p2 -10.5 -13.5 -0.6 &p3 -12.5 -15.5 0 p4 0 -13.5 -0.6 p5 -10.5 -13.5 0 p6 0 -15.5 0 p7 0 -13.5 0 ;---建立对称单元gen zone reflect dd 90 dip 90 origin 0 0 0group shell;---冠梁参数model elassel shell id=1 range group shellsel shell id=1 elemtype=dkt crossdiag range group shell z -0.6 0sel shell prope density 1600 iso 2e11 0.0 thick 0.6 range group shell;---建立基坑模型generate zone radbric size 5 5 5 5 &p0 0 0 0 p1 50 0 0 p2 0 0 -20 p3 0 40 0 p4 50 0 -20 &p5 0 40 -20 p6 50 40 0 p7 50 40 -20 p8 20 0 0 p9 0 0 -8.5 &p10 0 15 0 p11 20 0 -8.5 p12 0 15 -8.5 p13 20 13 0 p14 20 13 -8.5 fill group kengnei generate zone radbrick size 5 5 5 5 &p0 0 0 0 p1 0 -40 0 p2 0 0 -20 p3 50 0 0 &p4 0 -40 -20 p5 50 0 -20 p6 50 -40 0 p7 50 -40 -20 &p8 0 -13 0 p9 0 0 -8.5 p10 20 0 0 p11 0 -13 -8.5 p12 20 0 -8.5 &p13 10 -13 0 p14 10 -13 -8.5 fill group kengnei;---建立对称单元gen zone reflect dd 90 dip 90 origin 0 0 0;---连接attach face rang z -8.6 -8.4;---基坑参数设定莫尔库仑参数attach face ran y -.1 .1attach face ran x -.1 .1group section1 range z -2,0 group kengneigroup section2 range z -4,-2 group kengneigroup section3 range z -6,-4 group kengneigroup section4 range z -8,-6 group kengneigroup section5 range z -8.5,-8 group kengnei;---基坑土体设置材料模型参数model mohrprop bulk 8e9 shear 5e9 fric 35 coh 1e10 tens 1e10;---设置初始应力状态ini xvel=0.0ini density 1600 range z -1,0ini density 2000 range z -6,-1ini density 2200 range z -20,-6ini szz 0. grad 0 0 16000 range z -1 0ini szz 0. grad 0 0 20000 range z -6 -1ini szz 0. grad 0 0 22000 range z -20 -6set gravity 0,0,-10.0;---设置边界条件fix x range x -50.1 -49.9fix x range x 50.1 49.9fix z range z -19.9 -20.1fix y range y 40.1 39.9fix y range y -40.1 -39.9fix z range group shellfix x range group shell x -0.1 0.1fix x range group shell x -22.6 -22.4fix x range group shell x -20.6 -20.4fix x range group shell x 22.6 22.4fix x range group shell x 20.4 20.6fix x y z range group shell y -13.6 -13.4fix x y z range group shell y 17.4 17.6;---监测变量hist nstep=5hist unbalset mechanical force 50solveplothistory 1plotcreate trenchadd contour dispadd axes blackshowfree x range x -0.1 0.1free y range y -0.1 0.1set large;---建立前排桩模型sel pile id 1 begin 20.5 0 -0.6 end 20.5 0 -17.1 nseg 10sel pile id 2 begin 20.5 2 -0.6 end 20.5 2 -17.1 nseg 10sel pile id 3 begin 20.5 4 -0.6 end 20.5 4 -17.1 nseg 10sel pile id 4 begin 20.5 6 -0.6 end 20.5 6 -17.1 nseg 10sel pile id 5 begin 20.5 8 -0.6 end 20.5 8 -17.1 nseg 10sel pile id 6 begin 20.5 10 0.6 end 20.5 10 -17.1 nseg 10sel pile id 7 begin 20.5 12 -0.6 end 20.5 12 -17.1 nseg 10sel pile id 8 begin 20.5 13 -0.6 end 20.5 13 -17.1 nseg 10sel pile id 9 begin 19.0 13.2 -0.6 end 19.0 13.2 -17.1 nseg 10sel pile id 10 begin 17.5 13.4 -0.6 end 17.5 13.4 -17.1 nseg 10sel pile id 11 begin 16.0 13.6 -0.6 end 16.0 13.6 -17.1 nseg 10sel pile id 12 begin 14.5 13.8 -0.6 end 14.5 13.8 -17.1 nseg 10sel pile id 13 begin 13.0 14.0 -0.6 end 13.0 14.0 -17.1 nseg 10sel pile id 14 begin 11.5 14.2 -0.6 end 11.5 14.2 -17.1 nseg 10sel pile id 15 begin 10.0 14.4 -0.6 end 10.0 14.4 -17.1 nseg 10sel pile id 16 begin 8.5 14.6 -0.6 end 8.5 14.6 -17.1 nseg 10sel pile id 17 begin 7.0 14.8 -0.6 end 7.0 14.8 -17.1 nseg 10sel pile id 18 begin 5.5 15.0 -0.6 end 5.5 15.0 -17.1 nseg 10sel pile id 19 begin 4.0 15.2 -0.6 end 4.0 15.2 -17.1 nseg 10sel pile id 20 begin 2.5 15.4 -0.6 end 2.5 15.4 -17.1 nseg 10sel pile id 21 begin 1.0 15.5 -0.6 end 1.0 15.5 -17.1 nseg 10sel pile id 22 begin 0.0 15.5 -0.6 end 0.0 15.5 -17.1 nseg 10sel pile id 23 begin -1.0 15.5 -0.6 end -1.0 15.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 24 begin -2.5 15.4 -0.6 end -2.5 15.4 -17.1 nseg 10 sel pile id 25 begin -4.0 15.2 -0.6 end -4.0 15.2 -17.1 nseg 10 sel pile id 26 begin -5.5 15.0 -0.6 end -5.5 15.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 27 begin -7.0 14.8 -0.6 end -7.0 14.8 -17.1 nseg 10sel pile id 28 begin -8.5 14.6 -0.6 end -8.5 14.6 -17.1 nseg 10sel pile id 29 begin -10.0 14.4 -0.6 end -10.0 14.4 -17.1 nseg 10 sel pile id 30 begin -11.5 14.2 -0.6 end -11.0 14.2 -17.1 nseg 10 sel pile id 31 begin -13.0 14.0 -0.6 end -13.0 14.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 32 begin -14.5 13.8 -0.6 end -14.5 13.8 -17.1 nseg 10sel pile id 33 begin -16.0 13.6 -0.6 end -16.0 13.6 -17.1 nseg 10 sel pile id 34 begin -17.5 13.4 -0.6 end -17.5 13.4 -17.1 nseg 10sel pile id 35 begin -19.0 13.2 -0.6 end -19.0 13.2 -17.1 nseg 10 sel pile id 36 begin -20.5 13.0 -0.6 end -20.5 13.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 37 begin -20.5 12.0 -0.6 end -20.5 12.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 38 begin -20.5 10.0 -0.6 end -20.5 10.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 39 begin -20.5 8.0 -0.6 end -20.5 8.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 40 begin -20.5 6.0 -0.6 end -20.5 6.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 41 begin -20.5 4.0 -0.6 end -20.5 4.0 -17.1 nseg 10sel pile id 42 begin -20.5 2.0 -0.6 end -20.5 2.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 43 begin -20.5 0.0 -0.6 end -20.5 0.0 -17.1 nseg 10 sel pile id 44 begin -19.2 -1.7 -0.6 end -19.2 -1.7 -17.1 nseg 10 sel pile id 45 begin -17.9 -3.4 -0.6 end -17.9 -3.4 -17.1 nseg 10 sel pile id 46 begin -16.6 -5.1 -0.6 end -16.6 -5.1 -17.1 nseg 10 sel pile id 47 begin -15.3 -6.8 -0.6 end -15.3 -6.8 -17.1 nseg 10 sel pile id 48 begin -14.0 -8.5 -0.6 end -14.0 -8.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 49 begin -12.7 -10.2 -0.6 end -12.7 -10.2 -17.1 nseg 10 sel pile id 50 begin -11.4 -11.9 -0.6 end -11.4 -11.9 -17.1 nseg 10 sel pile id 51 begin -10.5 -13.5 -0.6 end -10.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 52 begin -8.5 -13.5 -0.6 end -8.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 53 begin -6.5 -13.5 -0.6 end -6.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 54 begin -4.5 -13.5 -0.6 end -4.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 55 begin -2.5 -13.5 -0.6 end -2.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 56 begin -0.5 -13.5 -0.6 end -0.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 57 begin 0.5 -13.5 -0.6 end 0.5 -13.5 -17.1 nseg 10sel pile id 58 begin 2.5 -13.5 -0.6 end 2.5 -13.5 -17.1 nseg 10sel pile id 59 begin 4.5 -13.5 -0.6 end 4.5 -13.5 -17.1 nseg 10sel pile id 60 begin 6.5 -13.5 -0.6 end 6.5 -13.5 -17.1 nseg 10sel pile id 61 begin 8.5 -13.5 -0.6 end 8.5 -13.5 -17.1 nseg 10sel pile id 62 begin 10.5 -13.5 -0.6 end 10.5 -13.5 -17.1 nseg 10 sel pile id 63 begin 11.4 -11.9 -0.6 end 11.4 -11.9 -17.1 nseg 10 sel pile id 64 begin 12.7 -10.2 -0.6 end 12.7 -10.2 -17.1 nseg 10 sel pile id 65 begin 14.0 -8.5 -0.6 end 14.0 -8.5 -17.1 nseg 10sel pile id 66 begin 15.3 -6.8 -0.6 end 15.3 -6.8 -17.1 nseg 10sel pile id 67 begin 16.6 -5.1 -0.6 end 16.6 -5.1 -17.1 nseg 10sel pile id 68 begin 17.9 -3.4 -0.6 end 17.9 -3.4 -17.1 nseg 10sel pile id 69 begin 19.2 -1.7 -0.6 end 19.2 -1.7 -17.1 nseg 10sel pile id 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end 11.5 -15.5 -10.6 nseg 10 sel pile id 133 begin 12.5 -15.5 -0.6 end 12.5 -15.5 -10.6 nseg 10 sel pile id 134 begin 14.1 -13.6 -0.6 end 14.1 -13.6 -10.6 nseg 10 sel pile id 135 begin 15.3 -11.8 -0.6 end 15.3 -11.8 -10.6 nseg 10 sel pile id 136 begin 16.5 -10.0 -0.6 end 16.5 -10.0 -10.6 nseg 10 sel pile id 137 begin 17.7 -8.2 -0.6 end 17.7 -8.2 -10.6 nseg 10 sel pile id 138 begin 18.9 -6.4 -0.6 end 18.9 -6.4 -10.6 nseg 10sel pile id 139 begin 20.1 -4.6 -0.6 end 20.1 -4.6 -10.6 nseg 10sel pile id 140 begin 21.3 -2.8 -0.6 end 21.3 -2.8 -10.6 nseg 10sel pile id 141 begin 22.5 -1.0 -0.6 end 22.5 -1.0 -10.6 nseg 10sel pile prop emod=8.0e10 nu=0.30 xcarea=0.7854 &xcj=0.0 xciy=0.0 xciz=0.0 &per=3.14 &cs_sk=1.3e11 cs_scoh=0.0 cs_sfric=10.0 &cs_nk=1.3e11 cs_ncoh=0.0 cs_nfric=0.0 cs_ngap=off;---建立后排桩模型attach face ran z -0.5 -0.7;-----第一阶段：开挖隧道区域1mod null range group section1set largeinit xdisp 0.0 ydisp 0.0 zdisp 0.0step 2000init xdisp 0.0 ydisp 0.0 zdisp 0.0;hist id=2 gp zvel 0 1 1;hist id=3 gp zvel 0 1 1;;mod null range group section2;solve;save shell-tun2.sav;mod null range group section3;solve;save shell-tun3.sav;mod null range group section4;solve;save shell-tun4.sav;mod null range group section5;solve;save shell-tun5.sav;set large;init xdisp 0.0 ydisp 0.0 zdisp 0.0;step 2000plot create dispcontplot copy gravV dispcont settingsplot add contour disp plane behind shade onplot add axesplot show;plot set rot 40 0 20;plot sh;plot add blo mo me blue ;--显示几何模型;plo add blo group green blue green ;--显示group ;plo add sel geom shell black ;---显示结构体;plo add sel geom pile red ;---显示结构体;plot add axes blackhist unbal。

flac3d模拟基坑开挖

flac3d模拟基坑开挖

3.5 计算模型计算模型见图3-3~图3-5，X轴为水平方向，Y轴为竖直方向。

本模型采用实体单元模拟土体、桩、筏板，其中素混凝土桩长5m，筏板厚2m，筏板嵌入土层0.4m。

模型中共有12730个网格点，12542个实体单元。

图3-3 计算模型图图3-4 开挖完后模型图图3-5 筏板、桩、空洞模型图3.5 模拟计算工况计算过程先对计算域进行初始应力场平衡计算，然后模拟计算地基开挖过程，最后模拟地基土的加固，并施加竖向荷载。

计算分析地基中存在空洞时上层土层开挖后产生的卸荷回弹，以及采用筏板及置换桩加固并施加压力后土层的沉降量4 计算结果及分析为便于分析空洞部位的位移应力，对模型中的4个空洞进行编号，见图4-1。

计算结果中竖向位移向上为正，向下为负；应力以拉为正，压为负。

图4-1 空洞示意图4.1 地基中不存在空洞上层土层开挖后的竖向位移分布见图4-2，由图可知，地基开挖完后在开挖面产生较大的反弹，最大回弹位移为17.8cm。

在空洞附近，回弹量比相同高程土层要大，且最大回弹位移均发生在空洞上表面，4个空洞四周的回弹位移极值见表4-1，其中1#空洞虽然埋深较深，但由于其尺寸较大，其最大回弹量与埋深较浅的2#空洞、3#空洞接近，4#空洞则由于埋深较深，且尺寸较小，其最大回弹量也相当较小。

表4-1 地基开挖后空洞四周位移极值统计图4-2 地基开挖完后竖向位移分布云图采用混凝土桩加固，并在筏板上施加荷载后地基位移变化量分布见图4-3。

由图可知，地基加固后并施加荷载后地基土产生了一定的沉降量，在场地中央的最大沉降量为3.8cm。

空洞上表面的沉降量比相同高程的土层大，下表面的沉降量则比相同高程的土层小，空洞最大沉降量均发生在上表面，最小沉降量均发生在下表面，空洞四周的位移极值统计见表4-2，1#空洞尽管其尺寸相对较大，但由于其位于场地边缘，且埋深较深，施加荷载后位移相对较小；尺寸及埋深接近的2#、3#空洞沉降量基本一致；4#空洞虽然埋深较深且尺寸较小，但由于其更接近作用力中心，故产生的沉降量与埋深较浅的2#、3#空洞基本一致。

(完整word版)用flac3d模拟基坑开挖

(完整word版)用flac3d模拟基坑开挖

new;网格建立;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;gen zone brick p0 90 0 -30 p1 202 0 -30 p2 90 4 -30 p3 90 0 0 size 112 4 30 ratio 1 1 1gen zone brick p0 90 0 -30 p1 90 0 0 p2 90 4 -30 p3 0 0 -30 size 30 4 25 ratio 1 1 1.1gen zone brick p0 90 0 -30 p1 0 0 -30 p2 90 4 -30 p3 90 0 -75 size 25 4 18 ratio 1.1 1 1.1gen zone brick p0 90 0 -30 p1 90 0 -75 p2 90 4 -30 p3 202 0 -30 size 18 4 112 ratio 1.1 1 1 gen zone brick p0 202 0 -30 p1 292 0 -30 p2 202 4 -30 p3 202 0 0 size 25 4 30 ratio 1.1 1 1 gen zone brick p0 202 0 -30 p1 202 0 -75 p2 202 4 -30 p3 292 0 -30 size 18 4 25 ratio 1.1 1 1.1;分组;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;group 1 range x 90 110 y 0 4 z -30 0group 1 range x 180 202 y 0 4 z -30 0group 2 range group 1 not;建立连续墙单元;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;gen separate 1gen merge 1e-4 range x 90 110 y 0 4 z -30.1 -29.9gen merge 1e-4 range x 180 202 y 0 4 z -30.1 -29.9attach face range x 89.99 90.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0attach face range x 109.99 110.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0attach face range x 179.99 180.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0attach face range x 201.99 202.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0sel liner id 1 crossdiag group 2 range x 89.9 90.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 2 crossdiag group 2 range x 109.9 110.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 3 crossdiag group 2 range x 179.9 180.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 4 crossdiag group 2 range x 201.9 202.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 1 prop isotropic (2.0e10, 0.20) thickness 0.8 density 2.5e3 &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_ncut=4e7 cs_scoh=4e7 cs_scohres=0 cs_sfric=20.0 &range x 89.9 90.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 2 prop isotropic (2.0e10, 0.20) thickness 0.8 density 2.5e3 &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_ncut=4e7 cs_scoh=4e7 cs_scohres=0 cs_sfric=20.0 &range x 109.9 110.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 3 prop isotropic (2.0e10, 0.20) thickness 0.8 density 2.5e3 &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_ncut=4e7 cs_scoh=4e7 cs_scohres=0 cs_sfric=20.0 &range x 179.9 180.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 4 prop isotropic (2.0e10, 0.20) thickness 0.8 density 2.5e3 &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_ncut=4e7 cs_scoh=4e7 cs_scohres=0 cs_sfric=20.0 &range x 201.9 202.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1;定义支撑结构;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;def struct_install1loop i(1,3)structx_zz=-1.0*5.0*(i-1)structx_xx0=90.0structx_xx1=110.0structx_yy=2.0commandsel beam id=2 begin (structx_xx0,structx_yy,structx_zz) end (structx_xx1,structx_yy,structx_zz) nseg=10sel beam id=2 prop dens=0.000 emod=1.0e-6 nu=0.2 &xcarea=0.80 xcj=10.94e-2 xciy=6.67e-2 xciz=4.27e-2 ydirection=(0 0 -1) ;1000x800endcommandendloopendstruct_install1def struct_install2loop i(1,3)structx_zz=-1.0*5.0*(i-1)structx_xx0=180.0structx_xx1=202.0structx_yy=2.0commandsel beam id=3 begin (structx_xx0,structx_yy,structx_zz) end (structx_xx1,structx_yy,structx_zz) nseg=11sel beam id=3 prop dens=0.000 emod=1.0e-6 nu=0.2 &xcarea=0.80 xcj=10.94e-2 xciy=6.67e-2 xciz=4.27e-2 ydirection=(0 0 -1) ;1000x800endcommandendloopendstruct_install2;建立结构单元分组;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;sel group linerwall range sel linersel group struct1 range sel beam x (90.0 110.0) z (-0.1 0.1)sel group struct2 range sel beam x (90.0 110.0) z (-5.1 -4.9)sel group struct3 range sel beam x (90.0 110.0) z (-10.1 -9.9)sel group struct4 range sel beam x (180.0 202.0) z (-0.1 0.1)sel group struct5 range sel beam x (180.0 202.0) z (-5.1 -4.9)sel group struct6 range sel beam x (180.0 202.0) z (-10.1 -9.9);删除beam单元的linksel dele link range sel beam z (-30 0);建立liner间的节点间的刚性linkdef merge_link0node_num=0node_pnt0 = nd_headloop while node_pnt0 # null ;寻找总节点数，注：不能自己任生成node，程序缺省的方式为连续生成无不连续node_num = node_num+1node_pnt0 = nd_next(node_pnt0)endloopnode_num_minus1 = node_num-1link_id=30000loop ii (1,node_num_minus1)node_pnt1 = nd_find(ii)xxa = nd_pos(node_pnt1,2,1)yya = nd_pos(node_pnt1,2,2)zza = nd_pos(node_pnt1,2,3)ii_plus1 = ii+1loop jj (ii_plus1,node_num)node_pnt2 = nd_find(jj)xxb = nd_pos(node_pnt2,2,1)yyb = nd_pos(node_pnt2,2,2)zzb = nd_pos(node_pnt2,2,3)node_dist = sqrt((xxa-xxb)^2+(yya-yyb)^2+(zza-zzb)^2)dist_tol = 1e-1if node_dist <= dist_tol thenlink_pnt1 = nd_link(node_pnt1)link_pnt2 = nd_link(node_pnt2);if link_pnt1 # null then; temp1 = lk_delete(link_pnt1);endifif link_pnt2 # null thentemp2 = lk_delete(link_pnt2)endiflink_id = link_id+1command ;生成新link(6自由度全固结),大的node的id作为target node,小的node的id作为source node，需注意不同情况下的灵活调整sel set link node_tol=dist_tolsel link id=link_id jj target = node tgt_num =ii ;指定link的ID;sel link ii target = node tgt_num = jj ;不指定link的id，自动生成sel link attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid xrdir=rigid yrdir=rigid zrdir=rigid range id=link_idendcommandendifendloopendloopendmerge_link0;设置土层材料参数;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;def b_s_modb_mod =e_mod/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio))s_mod =e_mod/(2.0*(1.0+p_ratio))endmodel elasticset e_mod 100e6set p_ratio 0.3b_s_modprop bu=b_mod sh=s_modini dens 1800 range z -75 0def ini_szzszz0=0szzgrad=1800*10commandini szz add szz0 grad 0 0 szzgrad range z -75 0endcommandendini_szzdef ini_sxx_syypnt=zone_headloop while pnt # nullval=k0*z_szz(pnt)z_sxx(pnt)=valz_syy(pnt)=valpnt=z_next(pnt)endloopendset k0=0.50ini_sxx_syy;定义边界处的结构边界条件;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;cyc 0sel node local xdir=(0,1,0) ydir=(0,0,1) range x 89.9 90.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1 sel node local xdir=(0,1,0) ydir=(0,0,-1) range x 109.9 110.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1 sel node local xdir=(0,1,0) ydir=(0,0,1) range x 179.9 180.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1 sel node local xdir=(0,1,0) ydir=(0,0,-1) range x 201.9 202.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 89.9 90.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 89.9 90.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 109.9 110.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 109.9 110.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 179.9 180.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 179.9 180.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 201.9 202.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix lsys range x 201.9 202.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 89.9 90.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 89.9 90.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 109.9 110.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 109.9 110.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 179.9 180.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 179.9 180.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 201.9 202.1 y -0.1 0.1 z -30.1 0.1sel node fix x yr zr range x 201.9 202.1 y 3.9 4.1 z -30.1 0.1sel node fix y range x 89.9 90.1 y 0.0 4.0 z -0.1 0.1sel node fix y range x 109.9 110.1 y 0.0 4.0 z -0.1 0.1sel node fix y range x 179.9 180.1 y 0.0 4.0 z -0.1 0.1sel node fix y range x 201.9 202.1 y 0.0 4.0 z -0.1 0.1;set plot meta;plot set rot 20 0 30 ba wh color=on cent=(10 20 0) mag=3.81;set outp node_local_sys.wmf;plot add sel geom black red link=off node=off id=off shrink=0 scale=0.03 nodesys=on range group linerwall any group struct1 any;pl ha;固定边界条件;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;fix x range x -0.1 0.1fix x range x 291.9 292.1fix y range y -0.1 0.1fix y range y 3.9 4.1fix x y z range z -75.1 -74.9set grav 0,0,-10solvesave elas.sav;删除侧面内外土体间的连接约束;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;attach delete range x 89.99 90.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0attach delete range x 109.99 110.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0attach delete range x 179.99 180.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0attach delete range x 201.99 202.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0;在墙内土体的外侧建立接触面;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;interface 1 face range group 1 x 89.99 90.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0interface 2 face range group 1 x 109.99 110.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0interface 3 face range group 1 x 179.99 180.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0interface 4 face range group 1 x 201.99 202.01 y 0.0 4.0 z -29.9 0interface 1 prop kn=4e8 ks=4e8 tens=5e3 coh=0.0 fric=20 ;接触面参数interface 2 prop kn=4e8 ks=4e8 tens=5e3 coh=0.0 fric=20 ;接触面参数interface 3 prop kn=4e8 ks=4e8 tens=5e3 coh=0.0 fric=20 ;接触面参数interface 4 prop kn=4e8 ks=4e8 tens=5e3 coh=0.0 fric=20 ;接触面参数interface 1 maxedge=1interface 2 maxedge=1interface 3 maxedge=1interface 4 maxedge=1;interface 1 prop kn=4e8 ks=4e8 tens=1e10 sbratio=100;plot set ba wh;pl ske interface red blue attach cyan green;set outp interface_attachment.wmf;pl ha;重新定义连续墙参数;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;sel liner id 1 prop isotropic (2.0e10, 0.20) &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_scoh=4e7 cs_scohres=0.0 cs_sfric=0.0 range x 89.9 90.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 2 prop isotropic (2.0e10, 0.20) &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_scoh=4e7 cs_scohres=0.0 cs_sfric=0.0 range x 109.9 110.1 y-0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 3 prop isotropic (2.0e10, 0.20) &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_scoh=4e7 cs_scohres=0.0 cs_sfric=0.0 range x 179.9 180.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1sel liner id 4 prop isotropic (2.0e10, 0.20) &cs_nk=4e9 cs_sk=4e9 &cs_scoh=4e7 cs_scohres=0.0 cs_sfric=0.0 range x 201.9 202.1 y -0.1 4.1 z -30.1 0.1;重新定义墙底约束条件;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;def redef_wall_end_link1node_pnt = nd_headlink_id=100000loop while node_pnt # nullnode_id = nd_id(node_pnt)xx = nd_pos(node_pnt,2,1)yy = nd_pos(node_pnt,2,2)zz = nd_pos(node_pnt,2,3)link_pnt = nd_link(node_pnt)dist_x = sqrt((xx-90.0)^2+(zz+30.0)^2)if dist_x <=dist_tol thenif link_pnt # null thentemp1 = lk_delete(link_pnt)\link_id = link_id+1commandsel set link node_tol = dist_tolsel link id=link_id node_id target zonesel link attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid xrdir=free yrdir=free zrdir=free range id=link_idendcommandendifendifnode_pnt = nd_next(node_pnt)endloopendredef_wall_end_link1def redef_wall_end_link2node_pnt = nd_headlink_id=150000loop while node_pnt # nullnode_id = nd_id(node_pnt)xx = nd_pos(node_pnt,2,1)yy = nd_pos(node_pnt,2,2)zz = nd_pos(node_pnt,2,3)link_pnt = nd_link(node_pnt)dist_x = sqrt((xx-110.0)^2+(zz+30.0)^2)dist_tol = 1e-1if dist_x <=dist_tol thenif link_pnt # null thenif yy < 85.0temp1 = lk_delete(link_pnt)\link_id = link_id+1commandsel set link node_tol = dist_tolsel link id=link_id node_id target zonesel link attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid xrdir=free yrdir=free zrdir=free range id=link_idendcommandendifendifendifnode_pnt = nd_next(node_pnt)endloopendredef_wall_end_link2def redef_wall_end_link3node_pnt = nd_headlink_id=200000loop while node_pnt # nullnode_id = nd_id(node_pnt)xx = nd_pos(node_pnt,2,1)yy = nd_pos(node_pnt,2,2)zz = nd_pos(node_pnt,2,3)link_pnt = nd_link(node_pnt)dist_x = sqrt((xx-180.0)^2+(zz+30.0)^2)dist_tol = 1e-1if dist_x <=dist_tol thenif link_pnt # null thentemp1 = lk_delete(link_pnt)\link_id = link_id+1commandsel set link node_tol = dist_tolsel link id=link_id node_id target zonesel link attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid xrdir=free yrdir=free zrdir=free range id=link_idendcommandendifendifnode_pnt = nd_next(node_pnt)endloopendredef_wall_end_link3def redef_wall_end_link4node_pnt = nd_headlink_id=250000loop while node_pnt # nullnode_id = nd_id(node_pnt)xx = nd_pos(node_pnt,2,1)yy = nd_pos(node_pnt,2,2)zz = nd_pos(node_pnt,2,3)link_pnt = nd_link(node_pnt)dist_x = sqrt((xx-202.0)^2+(zz+30.0)^2)dist_tol = 1e-1if dist_x <=dist_tol thenif link_pnt # null thentemp1 = lk_delete(link_pnt)\link_id = link_id+1commandsel set link node_tol = dist_tolsel link id=link_id node_id target zonesel link attach xdir=rigid ydir=rigid zdir=rigid xrdir=free yrdir=free zrdir=free range id=link_idendcommandendifendifnode_pnt = nd_next(node_pnt)endloopendredef_wall_end_link4;剑桥模型;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;model cam-clay;cam-clay模型则不需定义弹性模量(E、G、K)等参数，自动计算;cam-clay模型中需确定8个模型参数(①-⑧)，手册property中的初始比体积cv(v0)和shear 无须给定def install_proppnt=zone_headloop while pnt # nullabs_sxx=abs(z_sxx(pnt)) ;|sxx|abs_syy=abs(z_syy(pnt)) ;|syy|abs_szz=abs(z_szz(pnt)) ;|szz|p0=(abs_sxx+abs_syy+abs_szz)/3.0;cam-clay模型中p、q均须为正值，p0由初应力场确定，故cam-clam定义模型参数前须先已知初应力p0_effective=p0-z_pp(pnt) ;p0';q0=sqrt(((abs_sxx-abs_syy)^2+(abs_syy-abs_szz)^2+(abs_szz-abs_sxx)^2)*0.5)q0=sqrt(((abs_sxx-abs_syy)^2+(abs_syy-abs_szz)^2+(abs_szz-abs_sxx)^2)*0.5+3.0*((z_sxy(pnt)) ^2+(z_sxz(pnt))^2+(z_syz(pnt))^2))z_prop(pnt,'mm')=6.0*sin(fai*degrad)/(3.0-sin(fai*degrad)) ;①注三角函数中需将角度转化为弧度temp1=q0/(z_prop(pnt,'mm')*p0_effective)pc0=p0_effective*(1.0+temp1^2)*OCR ;先期有效固结压力，用于确定屈服面v0=1.0+_e0z_prop(pnt,'cam_cp')=p0_effective ;★重要参数，否则不能正确计算有效应力，提示出错"Mean effective pressure is negative"z_prop(pnt,'mpc')=pc0 ;②z_prop(pnt,'poisson')=p_ratio ;③z_prop(pnt,'lambda')=_lambda ;④z_prop(pnt,'kappa')=_kappa ;⑤z_prop(pnt,'mp1')=_mp1 ;⑥z_prop(pnt,'mv_l')=v0+_lambda*ln(2.0*_cu/(z_prop(pnt,'mm')*_mp1))+(_lambda-_kappa)*l n(2.0) ;⑦z_prop(pnt,'bulk_bound')=100*40e6 ;⑧;z_prop(pnt,'bulk_bound')=100*(s_mod+4.0/3.0*s_mod) ;弹性体模上界Kmax;自动确定Kmax时会出现“property bad”错误提示;因为弹性上界对计算结果无影响，在不提示Kmax太小的性况下，取值越小计算收敛越快pnt=z_next(pnt)endloopendset p_ratio=0.25 fai=34.5 _lambda=0.14 _kappa=0.012 _mp1=1e3 _e0=1.2 _cu=10e3 OCR=1.0 ;模型所需参数install_propsolvesave model_cam.sav。

FLAC3D模拟实例 循环开挖与支护

FLAC3D模拟实例 循环开挖与支护
step 100
end_command
n=excav_p+cut_Liang
excav_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。
ytens_y=25e4 ;抗拉强度
gr_per_gp=0.11 ;水泥浆外圈长度
gr_k_gk=6e6 ;单位长度上水泥浆刚度
gr_fric_gf=30.0 ;水泥浆摩擦角
gr_coh_gc=1.0e5 ;单位长度上水泥浆的粘结力
;maogan5
xp5=82.1314
yp5=15.4709
xp5_2=84.4996
yp5_2=16.2719
;maogan6
xp6=82.25
yp6=14.0
xp6_2=84.75
yp6_2=14.0
ini xdis 0
ini zdis 0
ini yvel 0
ini xvel 0
ini zvel 0
set large
set mech ratio=5e-4
his gp ydis 90 17 40 ;40m处巷道巷道顶部中点
his gp xdis 77.75 14.75 40 ;40m处巷道巷道左帮中点
; gr_coh__gc= ;单位长度上水泥浆的粘结力
; ycomp__y= ;抗压强度
end
maogan_canshu
maosuo_canshu
def maogan(suo)_p
;锚杆位置
;maogan1
; ———————————————————————-————————————

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。

flac3d数值模拟巷道锚杆模型

flac3d数值模拟巷道锚杆模型
prop bulk 1.4e9 shear 0.87e9 cohesion 2.5e6 tension 0.3e6 friction 26 range group 底2
prop bulk 2.5e9 shear 1.87e9 cohesion 3.2e6 tension 1e6 friction 30 range group 灰岩
prop bulk 1.4e9 shear 0.87e9 cohesion 1.7e6 tension 0.3e6 friction 26 range group 底1
prop bulk 0.8e9 shear 0.56e9 cohesion 0.8e6 tension 0.1e6 friction 25 range group 煤
group 煤 range z 38 44.5 group 断层左
group 顶1 range z 44.5 48 group 断层左
group 顶2 range z 48 55 group 断层左
group 灰岩 range z 0 5.5 group 断层右
group 底2 range z 5.5 20.5 group 断层右
prop bulk 2.6e9 shear 2.5e9 cohesion 1.7e6 tension 0.3e6 friction 30 range group 顶1
prop bulk 2.6e9 shear 2.5e9 cohesion 3e6 tension 2e6 friction 30 range group 顶2
new
;断层左
gen zone brick size 30 50 55 &
p0 0 0 0 p1 50 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 55 p4 50 50 0 p5 0 50 55 p6 30 0 55 p7 30 50 55 rat 1 1 1 group 断层左

flac3d模拟基坑开挖

flac3d模拟基坑开挖

3.5 计算模型计算模型见图3-3~图3-5，X轴为水平方向，Y轴为竖直方向。

本模型采用实体单元模拟土体、桩、筏板，其中素混凝土桩长5m，筏板厚2m，筏板嵌入土层0.4m。

模型中共有12730个网格点，12542个实体单元。

图3-3 计算模型图图3-4 开挖完后模型图图3-5 筏板、桩、空洞模型图3.5 模拟计算工况计算过程先对计算域进行初始应力场平衡计算，然后模拟计算地基开挖过程，最后模拟地基土的加固，并施加竖向荷载。

计算分析地基中存在空洞时上层土层开挖后产生的卸荷回弹，以及采用筏板及置换桩加固并施加压力后土层的沉降量4 计算结果及分析为便于分析空洞部位的位移应力，对模型中的4个空洞进行编号，见图4-1。

计算结果中竖向位移向上为正，向下为负；应力以拉为正，压为负。

图4-1 空洞示意图4.1 地基中不存在空洞上层土层开挖后的竖向位移分布见图4-2，由图可知，地基开挖完后在开挖面产生较大的反弹，最大回弹位移为17.8cm。

在空洞附近，回弹量比相同高程土层要大，且最大回弹位移均发生在空洞上表面，4个空洞四周的回弹位移极值见表4-1，其中1#空洞虽然埋深较深，但由于其尺寸较大，其最大回弹量与埋深较浅的2#空洞、3#空洞接近，4#空洞则由于埋深较深，且尺寸较小，其最大回弹量也相当较小。

表4-1 地基开挖后空洞四周位移极值统计图4-2 地基开挖完后竖向位移分布云图采用混凝土桩加固，并在筏板上施加荷载后地基位移变化量分布见图4-3。

由图可知，地基加固后并施加荷载后地基土产生了一定的沉降量，在场地中央的最大沉降量为3.8cm。

空洞上表面的沉降量比相同高程的土层大，下表面的沉降量则比相同高程的土层小，空洞最大沉降量均发生在上表面，最小沉降量均发生在下表面，空洞四周的位移极值统计见表4-2，1#空洞尽管其尺寸相对较大，但由于其位于场地边缘，且埋深较深，施加荷载后位移相对较小；尺寸及埋深接近的2#、3#空洞沉降量基本一致；4#空洞虽然埋深较深且尺寸较小，但由于其更接近作用力中心，故产生的沉降量与埋深较浅的2#、3#空洞基本一致。

FLAC3D与3DEC特性简介

FLAC3D与3DEC特性简介

FLAC3D与3DEC特性简介FLAC3D与3DEC特性简介FLAC3D主要适于模拟计算地质材料和岩土上程的力学行为。

特别是材��达到屈服极限后产生的塑性流动、材料通过单元和区域表示，根据计算对象的形状构成相应的网格。

每个单元在外载和边界约束条件下，按照约定的线性或非线性应力―应变关系产生力学响应。

由于FLAC3D程序主要是为岩上工程应用而开发的岩石力学计算程序，程序中包括了反映地质材料力学效应的特殊计算功能，可计算地质类材料的高度非线性(包括应变硬化/软化)、不可逆剪切破坏和压密、粘弹(蠕变)、孔隙介质的应力－渗流耦合、热－力耦合以及动力学行为等。

FLAC3D程序设有多种本构模型： (1)各向同性弹性材料模型； (2)横观各向同性弹性材��模型； (3)莫尔―库仑弹塑材料模型； (4)应变软化/硬化塑性材科模型； (5)双屈服塑性材料模型； (6)遍布节理材料模型；(7)空单元模型，可用来模拟地下硐室的开挖和煤层开采；另外，程序设有界面单元，可以模拟断层、节理和摩擦边界的滑动、张开和闭合行为。

支护结构如砌衬、锚杆、可缩性支架或板壳等与围岩的相互作用也可以在FLAC3D中进行模拟。

同时、用户可根据需要在FLAC3D中创建自己的本构模型，进行各种特殊修正和补充。

FLAC3D程序建立在拉格朗日算法基础上，特别适合模拟大变形和扭曲。

FLAC3D采用显式算法来获得模型全部运动方程（包括内变量）的时间步长解，从而可以追踪材料的渐进破坏和垮落，这对研究采矿设计是非常重要的。

此外，程序允许输入多种材��类型，亦可在计算过程中改变某个局部的材料参数，增强了程序使用的灵活性。

极大地方便了在计算上的处理。

FLAC3D程序具有强大的后处理功能，用户可以直接在屏幕上绘制或以文件形式创建和输出打印多种形式的图形。

用户还可根据需要，将若干个变量合并在同一幅图形中进行研究分析。

3DEC 是基于离散模型的显式单元法的三维的计算机数值程序。

Flac3D锚杆模型

Flac3D锚杆模型

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end_if
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loop j(1,16)
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fix x range x 19.9 20.1
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end_if
if i=5 then
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yj=1.2*j
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