FLAC3D边坡静动力计算-地震波

合集下载

FLAC3D在路基边坡稳定性分析中的应用

FLAC3D在路基边坡稳定性分析中的应用

FLAC3D在路基边坡稳定性分析中的应用【摘要】Flac3D是岩土工程中广泛应用的软件,本文介绍了其基本原理和特点,如有限差分网格和有限差分方程的建立等,并应用Mohr-Coulomb本构模型对路基边坡进行了数值稳定性分析。

依据边坡位移变形和塑性区域的贯通情况对边坡稳定性进行了分析。

【关键词】Flac3D;边坡;稳定性分析;数值模拟1 FLAC3D的基本原理1.1拉格朗日法FLAC软件是美国Itasca咨询集团公司开发的专业岩土工程分析软件,其基本原理即是拉格朗日差分法。

利用节点位移连续的条件,对连续介质进行非线性大变形分析,可以模拟地应力场生成,边坡或地下工程的开挖、锚杆(锚索)设置、地下渗流等。

拉格朗日法源于流体力学,研究流体质点在任一时段内的运动轨迹、速度、压力等特征。

将其移植到固体力学中,把所研究的区域划分成网格,其结点相当于流体质点,然后按时步用拉格朗日法来研究网格结点的运动。

FLAC3D与有限元法相比,具有以下优点:(l)采用显式解析法不需要建立刚性矩阵,节省内存,提高了运算速度。

(2)采用离散法,正确地模拟了塑性破坏及塑性流动。

(3)能跟踪模型中任一点的历史,方便看出该点的应力、位移历程曲线。

1.2使用步骤(1)建立模型,产生网格,确定材料性质和边界条件。

(2)运行程序,建立原始平衡。

(3)根据实际工程情况改变模型的相关条件,重新运行程序达到新的平衡或出现某种形式的变形与破坏。

2 工程概况某一级公路路基设计宽度为30.0m,边坡设计坡度为1:1,路基土体分两层,基层为中硬粘土,层厚为30m;填筑中细砂土,并经压实,层厚25m,路基底部宽90m,模型见图l。

经室内土工试验测定,各土层的物理力学性质见表1。

其中体积模量K 和剪切模量G分别按式(1)、(2)计算:3 数值计算模型3.1数值建模根据实际工程情况和地层分布,数值分析模型在FLAC3D环境下完成。

为减少计算时间,取路基宽度的1/2进行建模。

FLAC3D教程

FLAC3D教程
FLAC3D教程
目录
• FLAC3D软件介绍 • FLAC3D基本操作 • 建模与网格划分 • 材料属性与边界条件设置 • 计算过程控制与结果输出 • FLAC3D在岩土工程中的应用实例
01 FLAC3D软件介 绍
软件背景及发展历程
FLAC3D的起源
FLAC3D是Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions的简称, 起源于20世纪80年代,由Itasca Consulting Group, Inc.公司开发。
材料参数设置
针对所选材料类型,设置相应的 材料参数,如弹性模量、泊松比 、密度等。
材料本构模型
根据材料特性,选择合适的本构 模型,如摩尔-库伦模型、德鲁克 -普拉格模型等。
边界条件类型及设置方法
边界条件类型
FLAC3D支持多种边界条件类型,如位移边界、速度边界、应力 边界等。
边界条件设置方法
用户可以通过指定节点或面的位移、速度或应力值来设置边界条 件。
周期性边界条件
对于具有周期性的模型,可以设置周期性边界条件以模拟无限域 问题。
初始条件设置
初始应力场设置
根据地质资料或工程经验,设置模型的初始应力 场。
初始位移场设置
对于存在初始变形的模型,可以设置初始位移场 。
初始孔隙压力设置
对于涉及流体流动的模型,可以设置初始孔隙压 力。
05 计算过程控制与 结果输出
如果发现模型存在问题,需要及时进行修复。FLAC3D提供了多种修复 工具,如删除、修补、平滑等,可以帮助用户快速修复模型中的错误。
03
实例分析
通过具体案例展示模型检查和修复的过程和效果,帮助用户掌握相关技

浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用

浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用

浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用摘要:随着科技的进步以及岩土工程的高速发展,分析边坡稳定性的软件或工具也在日益完善,尤其是FLAC3D软件。

本文主要介绍了FLAC3D软件的基本原理、使用步骤等,并举例进一步分析了该软件在实际运用中的方法,从而得知FLAC3D软件在分析边坡的稳定性模拟方面具有很大的优势。

关键词:FLAC3D软件边坡有限元稳定性1、基本概述这些年来由于边坡的稳定性问题而引发的地质灾害,给人类社会带来了极大的痛苦,为避免地质灾害的再次发生,边坡的稳定性研究已经成为地质单位共同关注的对象。

边坡的稳定性受诸多参数的影响,主要有路基中的结构面、夹层、夹层中填充物料等。

目前来看,边坡的稳定性分析方法有很多种,较为方便快捷的是极限平衡分析方法及有限元分析方法,前者方便快捷,后者在解决小变形这一块有较大的优越性,但是这两种分析方法均存在一定的局限性,并不能解决某些大变形方面,而采用FLAC3D软件分析边坡的稳定性可以很好的完成其它方法不能解决的问题。

2、FLAC3D软件2.1 基本原理FLAC3D是Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions的缩写,该软件是由美国Itasca Consulting Group Inc.与明尼苏达大学联合创发的,该软件的基本原理即为拉格朗日有限差分法。

拉格朗日有限差分法结合了力学—数学的具体模型,经过实际考察与分析,便得到边坡稳定性变化的规律。

FLAC3D软件在模拟施工过程以及分析材料的弹塑性、大变形等领域占有很大的优势。

它能够很好的模拟六种不同本构关系的材料的三维力学现象,能够准确的模拟地应力场的变化、边坡或地下工程的施工、混凝土铺设、锚杆定位等。

2.2 与其它有限元法相比FLAC3D软件具有的优势FLAC3D软件与其它有限元相比最大的优势主要在于它能够更方便、准确的解决大变形的问题,以前在遇到大变形问题时通常会用有限元来解决,但这种解决方法相对来说较为繁杂。

FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型分析

FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型分析

FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型分析结合FLAC3D软件的优点,以某公路工程的边坡为例,对FLAC3D软件在建立边坡三维数值模型中的应用进行了分析和探讨。

标签:FLAC3D软件边坡三维数值模型0前言对于公路工程而言,边坡的稳定性直接影响着工程施工的顺利进行,影响着整个工程的施工质量,在工程中的作用是十分巨大的。

影响边坡稳定性的因素是多种多样的,运用FLAC3D软件,结合相应的岩土勘察参数,可以建立边坡的三维数值模型,从而方便对边坡的应力场分布规律以及最大不平衡力的收敛情况进行分析,以实现对边坡的加固。

1 FLAC3D软件概述FLAC3D是二维的有限差分程序FLAC2D的护展,能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析。

FLAC3D采用了显式拉格朗日算法以及混合离散分区技术,可以非常准确地对材料的塑性破坏和流动进行模拟。

由于不需要形成刚度矩阵,可以在较小的内存空间中,求解大氛围的三维问题。

FLAC3D的优点包括以下几个方面:(1)混合离散法的应用,相比于有限元法中常用的离散集成法更加准确,更加合理;(2)采用动态运动方程实现对于静态系统的模拟,在模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍;(3)采用了“显式解”方案。

因此,显式解方案对非线性的应力-应变关系的求解所花费的时间,几乎与线性本构关系相同,而隐式求解方案将会花费较长的时间求解非线性问题。

而且,它没有必要存储刚度矩阵,这就意味着;采用中等容量的内存可以求解多单元结构;模拟大变形问题并不比小变形问题多消耗更多的计算时间,因为没有任何刚度矩阵要被修改。

2 FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型2.1工程概况某城乡高速通道全长21km,从山林地区穿行,与该地区的一条河流并行,公路整体边坡呈岩质,部分路段为土质边坡。

受公路自身承载力等因素的影响,边坡工程出现了风化、滑坡等病害,严重影响了公路的行车安全,需要引起相关人员的重视和研究。

FLAC3D在边坡稳定分析中的应用

FLAC3D在边坡稳定分析中的应用
Q, QSdA
其 中 cc = Kc, Uc =
arctan
tanU 。 K
通过逐步调整系数, 得到不同的 cc、Uc, 代
入 FLAC3D反复迭代计算, 直至坡体达到临界状
态, 坡体达到临界状态的 K 值即为边坡 安全系 数 [ 3] 。在莫尔 ) 库伦屈 服准则下 解得不收 敛作
为破坏标准。
212 屈服准则
) 41 )
312 模拟结果分析 1) 通过最后的计算结果可知, 此边坡的安
全系数是 1135 (图 2), 是偏于安全的。 2) 从图 3可知, 在自重应力的作用下, 边
坡底部产生的应力最大。图 4是主应力分布的等 值线图。可以看出, 主应力近似与坡面平行, 且 随着深度的增加, 主应力越来越大。
3) 从图 5看出, 在自重应力的作用下, 边
App lica tion of FLAC 3D in Stab ility Ana lysis of Slop e
W ang Xue- zh,i Zha i Cheng, Bi Zhong, Zhu Chao- yan
Abstr act: W hen lim it equ ilibr ium m ethod was used to analyze the stab ility of slope, the deform ation prob lem of slope analysis cou ld not be resolved. The strength reduct ion method in the FLAC3D was used to numerica l simulate a soil slope. By the numerical simu lating, the safety factorof slope, variab le law of soil. s stress field and d isplacement field were gotten, and then position of the maximum displacement was reached. It was indica ted that FLAC3D has some advantage on the stab ility ana lysis of slope. K ey w ord s: FLAC3D; strength reduction m ethod; sa fety factor; stability analysis of slope

基于FLAC3D的边坡稳定性位移分析

基于FLAC3D的边坡稳定性位移分析

基于FLAC3D的边坡稳定性位移分析研究区原始地形在西部、东部、北部均为河谷,高程约为 101~104 米,由山脊三级阶地往下还分布有二级阶地、一级阶地及河漫滩。

因而原始地形往西部逐渐降低,自然坡度在8~30°左右,往北山脊高程逐渐降低,由153.1米降至128米。

介质的弹塑性状采用摩尔库伦本构模型描述,依据大量的岩土力学特性的测试研究和工程地质类比,确定模型中各类介质的物理力学指标如表1。

表1 边坡物理、力学参数表计算采用FLAC3D[1]程序中,采用于岩土材料的模型为Mohr-Coulomb弹塑性模型。

模型的力学边界采用前后(Y轴方向)、两侧(X轴方向)及地面(Z轴方向)约束。

2 边坡整体稳定性的数值模拟分析采用摩尔库伦模型,对上述模型进行非线性数值模拟,非线性的解法采用常刚度增量-初应力法。

在重力的作用下,进行计算边坡在天然状态下的位移及应力模拟,得到位移及应力采样记录图、安全系数及弹塑性区域等图。

在FLAC3D中,以下的所有计算结果,压力矢量“+”表示拉应力,“-”表示压应力;位移矢量的表示以坐标轴方向为准,即X、Y、Z轴方向的正方向为正,负方向为负。

模型分析中涉及到的坡面均为边坡的正中剖面。

边坡稳定性位移分析如下:通过FLAC3D[2, 3]程序可以得到通过指定点的位移采样记录痕迹,通过采样记录节点1(16,0 22);2(27,0,20)的位移。

得到位移采样记录图。

图4.6 点2(27,0,20)x轴位移采样记录图由图1、图2可以看出,节点1(32.5,0,7.5)的在x 方向位移在初始条件下是不稳定的,有较大的位移量,也就是说点1所在区域的岩土体在边坡自身重力作用下是不稳定的。

节点1在z方向的位移则是随着迭代时步的增加而不断增大,并且会达到一个峰值,在边坡中表现为沉降量逐渐增大,这是由于在边坡岩土体自身重力作用下,会产生下滑力。

由图2、图3可以看出,节点2(17.5,0,10)在x方向的位移变化较快,并且初始条件下会有较大位移。

FLAC3D实例分析教程

FLAC3D实例分析教程

渗流过程模拟
通过数值计算方法求解渗流控制方程 ,得到渗流场中的水位、流速、流量 等参数分布。
溶质运移模拟
基于对流-扩散方程,模拟溶质在渗 流场中的运移过程,包括吸附、解吸 、化学反应等。
热力耦合分析模块介绍及应用举例
热力耦合分析模块概述
FLAC3D热力耦合分析模块用于模拟岩土体中的热传导和热应力问题 ,以及温度对岩土体力学性质的影响。
边界条件
设定模型的底部和侧面为固定边界, 顶部为自由边界;考虑地下水的影响 ,设置相应的孔隙水压力和渗透系数 。
求解过程与结果分析
求解过程
采用FLAC3D内置的求解器进行计算,包括初始地应力平衡和后续加载过程。
结果分析
提取边坡的位移、应力、应变等计算结果,分析边坡的变形和破坏模式。
边坡稳定性评价及优化建议
02
结果可视化
利用可视化工具对计算结果进行展示和分析,如位移场、应力场和应变
场等。
03
结果评估与验证
对计算结果进行评估和验证,以确保其准确性和可靠性。同时,可以将
计算结果与实验数据或其他数值方法的结果进行比较和分析,以验证模
型的正确性和有效性。
04
FLAC3D实例分析:边坡稳定性问题
问题描述与建模
02
该软件基于三维快速拉格朗日法,适用于模拟三维岩土体和其他材料的大变形 问题,特别擅长处理不连续面和复杂边界条件。
03
FLAC3D具有强大的计算功能和广泛的模拟能力,可用于分析边坡稳定、地下 工程、隧道开挖、基坑支护、地震工程等岩土工程问题。
应用领域与范围
边坡稳定分析
FLAC3D可用于评估边坡的稳定性,预测 滑坡、崩塌等自然灾害的发生。
强大的计算能力

基于FLAC3D的路基边坡稳定性数值分析

基于FLAC3D的路基边坡稳定性数值分析
5HANDONG WATER RESOURCE5 NO.1 2008
Water Resources Scientific Technique
·37·
基于F LAC3D的路基边坡稳定性数值分析
宋克勇1,王延军2,刘保松2
(1.山东水利工程总公司,山东济南250014;2.济宁市洙赵新河管理处,山东济宁272100)
图1 FLACD模型网格
3.2土体模型 土是一种极为复杂的复合体.具有很复杂的力学
行为。在外力的作用下,土体不仅产生弹性变形,还会 产生不可恢复的塑性变形。本文运用摩尔一库仑弹塑性 模型进行计算。 3.2.I屈服准则
摩尔一库仑模型的屈服准则为
,5=盯1一cr3N9+2dv/N∞=o
(3)
式中:N墨:单,。为粘聚力,‘P为内摩擦角。
Inc.,2006
【21刘波,韩彦墀.FLAC原理、实例与应用指南【M1北京:人民交 通出版社.2005. f3J陈袒煜.土质边坡稳定性分析fM】.北京:中国水利出版社,
2()02.
万方数据
基于FLAC3D的路基边坡稳定性数值分析
作者: 作者单位:
刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
FLAC30与有限元法相比,具有以下优点:(1)采用 显式解析法.不需要建立刚性矩阵,节省内存。提高了 运算速度。(2)采用混合离散法,正确地模拟了塑性破坏 及塑性流动。(3)采用动态方程求解,使之在处理不稳定 问题时不会遇到数值困难。(4)FLAC∞运动总方程的显 式时间逼近解法对于岩土体的渐进破坏与失稳.以及大 变形分析较为适用。(5)能跟踪模型中任一点的历史,方 便看出该点的应力、位移历程曲线。
lg/L。 3.2浅井水水源矿化度分布情况
浅井水水源矿化度小于lg/L的面积约3600 km2. 约占枣庄市总面积的79%:矿化度介于l~29/L的面积 约900 km2.约占枣庄市总面积的20%。

基于FLAC_3D_的边坡地震反应分析

基于FLAC_3D_的边坡地震反应分析

模量、泊 松 比 与 体 积 模 量、剪 切 模 量 的 换 算 关 系[ 11] , 确 定
FL A C3D 的材料参 数。算 例为 一 土质 边 坡, 土 体 密度 为 2 070
kg / m3 , 体积模 量 50. 4 M Pa, 剪 切模 量 为 29. 8 M P a, 凝 聚 力
13. 1 kP a, 内擦角 20!。
图 8 边坡剪应变增量云图 这说明地震波的输入是 正确 的; 在垂直 方向 上, 各关键 点的 位 移波动趋势几乎同步, 但是随着高程 的增加, 位移逐渐 放大, 即 呈现所谓的 放大效应 。
图 9 断面 1 关键点位移时程曲线 便于对照, 仅从图 10 断面 1 上 取 2 个 关键 点的 加速度 时程 曲 线进行分析: 关键点的加速度时程曲线 的形状和 输入地震波 加 速度时程曲线基本相同; 随 着高 程的增 加, 高程 较大关 键点 的 加速度时程波动幅度增 大; 同时, 图中 曲线 发映 出位置 较高 的 关键点的加速度时程 滞后 于 位置较 低点, 即 所谓 的 滞后 效 应。
2 输入地震波
获取地震 波主要 有三种 方式: 直接记 录地震 波、类似场 地 条件的实测地震记 录修 正[6] 、以 一定 原则 生成人 工地 震波[ 7] 。 以场地基岩加速度峰值和基岩水平加速度 反应谱作为 目标谱, 进行场地设计加速度 时程的 合成。合 成的 水平 地震加 速度 见 图 3~ 5, 峰值加速度为 295. 8 cm/ s。
输入。
模拟中, 采 用理 想 弹塑 性 模 型, 屈 服准 则 采用 M ohr Coulomb
根据弹性波传播理论, 纵波和横波 在介质中 的传播速度 可
强度准则, 屈服函数如下[ 9] :

基于FLAC_3D_的滑坡稳定性数值模拟分析

基于FLAC_3D_的滑坡稳定性数值模拟分析

近年来,各种数值模拟技术在岩土力学中有了很大的发展和广泛的应用。

然而,这些数值分析方法其理论本身以及采用的算法都有各自的局限性。

例如有限元和边界元都有小变形的假设,且需要大量的内存。

近年来发展起来的快速拉格朗日分析( Fast Lagrangian Analysis of ,简称是在较好吸取上述方法的优点和克服Continua FLAC)其缺点基础上形成的一种新型数值分析方法。

FLAC3D是美国公司为地质工程应用而开发Itasca Consulting Group, Inc.的基于拉格朗日差分法的一种三维显式有限差分程序,它不仅适宜于处理大尺度、大变形工程和地质问题,而且可以在初始模型中加入诸如断裂、节理构造等地质因素。

目前,FLAC3D软件已经广泛应用于工程地质、岩土力学以及构造地质学和矿山工程领域。

本文以三峡工程万州库区安乐寺滑坡为例,阐述了FLAC3D在滑坡稳定性流—固耦合分析中的应用。

1 FLAC3D的解析特点和计算流程解析特点1.1无论是静力还是动力问题,三维快速拉格朗日分析都利用动态的运动方程进行求解,这使得三维快速拉格朗日分析很容易模拟动态问题,如振动、失稳、大变形等。

同有限元相比,FLAC3D具有以下几个特点:()1FLAC3D基本原理类同于离散单元法,但它能像有限元法那样适用于多种材料模式与边界条件的非规则区域的连续问题求解。

()该程序采用了离散元的动态松弛法,不需要求解2大型联立方程组(刚度矩阵),便于在微机上实现。

()基于拉格朗日算法,适合模拟大变形,且能模拟3基于FLAC3D的滑坡稳定性数值模拟分析高圣益1,魏学勇2,周晃3(.长江空间信息技术工程有限公司,武汉;.中国地震局地壳应力研究所,北京;1 4300192 100085.重庆市巫山县国土资源局,重庆)3 404700摘要:在介绍FLAC3D基本特点的基础上,利用FLAC3D软件对万州安乐寺滑坡在水库不同蓄水位条件下的滑坡稳定性进行了流—固耦合模拟分析研究。

基于FLAC3D的改进边坡极限状态确定方法

基于FLAC3D的改进边坡极限状态确定方法

第24卷增2岩石力学与工程学报V ol.24 Supp.2 2005年11月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov.,2005 基于FLAC3D的改进边坡极限状态确定方法李新平1,郭运华1,彭元平2,张成良1,王涛1(1. 武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉 430070;2. 中国葛洲坝集团公司,湖北宜昌 443002)摘要:采用强度折减法求解边坡稳定安全系数时需指定极限状态判定准则,目前的方法仍存在一定的人为因素,计算精度往往依赖于研究者的经验。

基于FLAC3D数值计算方法,研究了岩土体边坡极限状态的确定方法,认为边坡最大节点位移–时步曲线的收敛性与边坡稳定状态密切相关。

在此基础上将最大节点位移–时步曲线的收敛性作为极限状态判定准则,采用指定某时步后在规定时步内最大节点位移增量是否一直减小来判断边坡安全状态。

此判据克服了以前判定方法需要人为指定容许误差的任意性,计算精度可以根据工程要求来控制,从而得到更加客观、准确的边坡稳定安全系数值。

最后,以高速公路强风化岩质边坡为实例进行了计算分析,并与简化Bishop 法进行了对比,获得了较为理想的计算结果。

关键词:岩土力学;岩土体边坡;折减系数法;快速拉格朗日分析;极限状态;收敛准则中图分类号:P 642.2 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2005)增2–5287–05IMPROVED METHOD TO DETERMINE THE CRITICALSTATE OF SLOPES BASED ON FLAC3D METHODLI Xin-ping1,GUO Yun-hua1,PENG Yuan-ping2,ZHANG Cheng-liang1,WANG Tao1(1. School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of Technology,Wuhan430070,China;2. China Gezhouba Group Corporation,Yichang443002,China)Abstract:The criteria of critical state need to be specified in determining the safety factors of rock and soil slopes when the elastoplastic shear strength reduction method is used,but there are some subjective factors in this kind of method and the precision of computation results always depends on the experience of researchers. In this paper,the critical state of rock slopes is studied based on FLAC3D numerical technique and a new method is presented. The convergence of curves of the maximum nodal displacement with time steps is closely related with the stability of slopes. This kind of curve can be used as criterion to determine the stability of slopes. The safe state of slopes can be estimated by whether the maximum nodal displacement-increment decreases during certain time-steps after a specified time-step. This method overcomes the randomness of some criteria in which the permissible error is artificially specified and the computation precision can be controlled according to the need of projects in order to obtain more objective and exact safety factors of slopes. Finally,an example of highway rock slope is studied by this method and more satisfied results are obtained compared with those by Bishop′s method.Key words:rock and soil mechanics;rock and soil slope;strength reduction method;fast Lagrangian analysis of continua;critical state;criterion of convergence收稿日期:2005–06–25;修回日期:2005–07–03作者简介:李新平(1963–),男,博士,1990年于中国科学院武汉岩土力学研究所获工学博士学位,现为教授、博士生导师,主要从事岩土工程、爆破工程方面的教学与研究工作。

基于FLAC3D的地震作用下某水库边坡稳定性分析

基于FLAC3D的地震作用下某水库边坡稳定性分析

基于FLAC3D的地震作用下某水库边坡稳定性分析作者:张建美来源:《信息记录材料》2019年第01期【摘要】某水库溢洪洞进口边坡卸荷变形明显、裂隙发育,对边坡稳定非常不利。

结合该边坡现场地质条件及力学参数,采用FLAC3D数值分析方法,研究该边坡在运行期地震作用下的稳定性,确保边坡的运行安全。

【关键词】地震;FLAC3D;边坡稳定【中图分类号】TV5 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624(2019)01-0033-031 引言水电工程边坡是最常见的人类工程活动之一。

随着我国水电开发如火如荼地开展,大规模水电站建设中的岩石工程边坡问题显得尤为突出。

施工开挖、水荷载、渗流等多种因素共同作用可能导致边坡失稳。

地震会对水库边坡造成巨大冲击,而我国是一个多地震国家[1],故地震作用下边坡的稳定性分析研究是当今岩土力学和地震学研究的热点[2]。

本文结合某水库边坡的现场地质条件,采用FLAC3D数值分析方法,研究某水库右岸溢洪洞进口高边坡在运行期地震作用下的稳定性,希望为后续的安全使用和其他类似工程提供参考。

2 工程概况及地质条件某水电站是大渡河干流水电规划22个梯级开发项目中的一个,水库正常蓄水位为1842.00m,相应库容6.62亿m3,总库容7.06亿m3,死水位为1802.00m,调节库容3.87亿m3。

水电站枢纽建筑物主要为:拦河大坝、左右岸泄洪及放空建筑物、右岸地下引水发电系统等。

右岸溢洪洞进口(1802m高程)位于右坝肩上游。

进口高边坡现已完成施工开挖及支护,开挖高程为1915m ~1796m,最大开挖高度为119m,分七级开挖。

工程采用Ф25锚索(300t)支护,深入稳定层长度大于5m,另采用Ф25锚杆、Ф32锚杆及Ф28锚杆束支护,长度分别为6m、9m、12m;在坡体内的裂隙密集区(1860m高程)设置一排抗剪洞,用C20混凝土置换。

右岸溢洪洞进口边坡岩体风化卸荷较浅,强卸荷、强风化上段水平深度为65.3m,弱卸荷、弱风化下段为110m。

FLAC3D中定义地震波的输入形式(EI地震波为例)

FLAC3D中定义地震波的输入形式(EI地震波为例)

FLAC3D中定义地震波的输入形式(EI地震波为例)table 1 0 -0.001table 1 0.01 -0.004table 1 0.02 -0.01table 1 0.03 -0.018table 1 0.04 -0.025table 1 0.05 -0.031table 1 0.06 0.357table 1 0.07 0.381table 1 0.08 0.296table 1 0.09 0.018table 1 0.1 -0.419table 1 0.11 -0.9table 1 0.12 -1.261table 1 0.13 -1.4table 1 0.14 -1.386table 1 0.15 -1.338table 1 0.16 -1.307table 1 0.17 -1.291table 1 0.18 -1.256table 1 0.19 -1.182table 1 0.2 -1.103table 1 0.21 -1.061table 1 0.22 -1.046table 1 0.23 -1.036table 1 0.24 -1.021table 1 0.25 -1.006table 1 0.26 -0.997table 1 0.27 -0.99table 1 0.29 -0.893 table 1 0.3 -0.8 table 1 0.31 -0.705 table 1 0.32 -0.616 table 1 0.33 -0.53 table 1 0.34 -0.441 table 1 0.35 -0.344 table 1 0.36 -0.241 table 1 0.37 -0.133 table 1 0.38 -0.021 table 1 0.39 0.097 table 1 0.4 0.212 table 1 0.41 0.319 table 1 0.42 0.426 table 1 0.43 0.539 table 1 0.44 0.65 table 1 0.45 0.749 table 1 0.46 0.849 table 1 0.47 0.959 table 1 0.48 1.064 table 1 0.49 1.152 table 1 0.5 1.242 table 1 0.51 1.345 table 1 0.52 1.442 table 1 0.53 1.51 table 1 0.54 1.565 table 1 0.55 1.622 table 1 0.56 1.667 table 1 0.57 1.687table 1 0.59 1.713 table 1 0.6 1.644 table 1 0.61 1.451 table 1 0.62 1.222 table 1 0.63 0.971 table 1 0.64 0.433 table 1 0.65 -0.501 table 1 0.66 -1.351 table 1 0.67 -1.644 table 1 0.68 -1.504 table 1 0.69 -1.281 table 1 0.7 -1.169 table 1 0.71 -1.187 table 1 0.72 -1.155 table 1 0.73 -0.94 table 1 0.74 -0.687 table 1 0.75 -0.561 table 1 0.76 -0.478 table 1 0.77 -0.322 table 1 0.78 -0.155 table 1 0.79 -0.063 table 1 0.8 0.005 table 1 0.81 0.118 table 1 0.82 0.248 table 1 0.83 0.347 table 1 0.84 0.422 table 1 0.85 0.504 table 1 0.86 0.617 table 1 0.87 0.721table 1 0.89 0.255 table 1 0.9 -0.453 table 1 0.91 -1.25 table 1 0.92 -1.634 table 1 0.93 -1.358 table 1 0.94 -0.949 table 1 0.95 -0.926 table 1 0.96 -1.016 table 1 0.97 -0.829 table 1 0.98 -0.526 table 1 0.99 -0.367 table 1 1 -0.257 table 1 1.01 -0.077 table 1 1.02 -0.023 table 1 1.03 -0.278 table 1 1.04 -0.698 table 1 1.05 -1.028 table 1 1.06 -1.135 table 1 1.07 -1.032 table 1 1.08 -0.898 table 1 1.09 -0.879 table 1 1.1 -0.895 table 1 1.11 -0.827 table 1 1.12 -0.711 table 1 1.13 -0.623 table 1 1.14 -0.558 table 1 1.15 -0.483 table 1 1.16 -0.401 table 1 1.17 -0.322table 1 1.19 -0.178 table 1 1.2 -0.106 table 1 1.21 -0.032 table 1 1.22 0.04 table 1 1.23 0.106 table 1 1.24 0.169 table 1 1.25 0.22 table 1 1.26 0.216 table 1 1.27 0.134 table 1 1.28 0.018 table 1 1.29 -0.082 table 1 1.3 -0.175 table 1 1.31 -0.276 table 1 1.32 -0.354 table 1 1.33 -0.372 table 1 1.34 -0.332 table 1 1.35 -0.26 table 1 1.36 -0.193 table 1 1.37 -0.149 table 1 1.38 -0.102 table 1 1.39 -0.026 table 1 1.4 0.059 table 1 1.41 0.127 table 1 1.42 0.193 table 1 1.43 0.272 table 1 1.44 0.352 table 1 1.45 0.416 table 1 1.46 0.475 tatable 1 1.48 0.445 table 1 1.49 0.237 table 1 1.5 0.027 table 1 1.51 -0.043 table 1 1.52 0.012 table 1 1.53 0.104 table 1 1.54 0.171 table 1 1.55 0.193 table 1 1.56 0.225 table 1 1.57 0.311 table 1 1.58 0.41 table 1 1.59 0.474 table 1 1.6 0.527 table 1 1.61 0.606 table 1 1.62 0.691 table 1 1.63 0.752 table 1 1.64 0.8 table 1 1.65 0.816 table 1 1.66 0.689 table 1 1.67 0.39 table 1 1.68 0.143 table 1 1.69 0.145 table 1 1.7 0.297 table 1 1.71 0.417 table 1 1.72 0.46 table 1 1.73 0.47 table 1 1.74 0.534 table 1 1.75 0.685 table 1 1.76 0.812table 1 1.78 0.867 table 1 1.79 0.943 table 1 1.8 0.691 table 1 1.81 -0.076 table 1 1.82 -0.788 table 1 1.83 -0.894 table 1 1.84 -0.627 table 1 1.85 -0.428 table 1 1.86 -0.357 table 1 1.87 -0.302 table 1 1.88 -0.194 table 1 1.89 -0.017 table 1 1.9 0.182 table 1 1.91 0.292 table 1 1.92 0.134 table 1 1.93 -0.323 table 1 1.94 -0.753 table 1 1.95 -0.857 table 1 1.96 -0.731 table 1 1.97 -0.601 table 1 1.98 -0.548 table 1 1.99 -0.551 table 1 2 -0.523 table 1 2.01 -0.411 table 1 2.02 -0.281 table 1 2.03 -0.209 table 1 2.04 -0.153 table 1 2.05 -0.063 table 1 2.06 0.021table 1 2.08 -0.047 table 1 2.09 -0.177 table 1 2.1 -0.233 table 1 2.11 -0.144 table 1 2.12 -0.033 table 1 2.13 -0.02 table 1 2.14 -0.034 table 1 2.15 0.023 table 1 2.16 0.106 table 1 2.17 0.15 table 1 2.18 0.187 table 1 2.19 0.259 table 1 2.2 0.34 table 1 2.21 0.39 table 1 2.22 0.417 table 1 2.23 0.431 table 1 2.24 0.393 table 1 2.25 0.283 table 1 2.26 0.16 table 1 2.27 0.083 table 1 2.28 0.034 table 1 2.29 -0.01 table 1 2.3 -0.004 table 1 2.31 0.08 table 1 2.32 0.176 table 1 2.33 0.222 table 1 2.34 0.264 table 1 2.35 0.356 table 1 2.36 0.461table 1 2.38 0.601 table 1 2.39 0.696 table 1 2.4 0.792 table 1 2.41 0.857 table 1 2.42 0.907 table 1 2.43 0.923 table 1 2.44 0.776 table 1 2.45 0.419 table 1 2.46 0.076 table 1 2.47 -0.035 table 1 2.48 0.021 table 1 2.49 0.089 table 1 2.5 0.121 table 1 2.51 0.118 table 1 2.52 0.067 table 1 2.53 -0.026 table 1 2.54 -0.107 table 1 2.55 -0.125 table 1 2.56 -0.078 table 1 2.57 0.001 table 1 2.58 0.063 table 1 2.59 0.087 table 1 2.6 0.118 table 1 2.61 0.192 table 1 2.62 0.272 table 1 2.63 0.315 table 1 2.64 0.357 table 1 2.65 0.433 table 1 2.66 0.512table 1 2.68 0.603 table 1 2.69 0.677 table 1 2.7 0.751 table 1 2.71 0.795 table 1 2.72 0.837 table 1 2.73 0.9 table 1 2.74 0.933 table 1 2.75 0.9 table 1 2.76 0.859 table 1 2.77 0.864 table 1 2.78 0.861 table 1 2.79 0.781 table 1 2.8 0.638 table 1 2.81 0.423 table 1 2.82 0.003 table 1 2.83 -0.61 table 1 2.84 -0.984 table 1 2.85 -0.818 table 1 2.86 -0.479 table 1 2.87 -0.403 table 1 2.88 -0.481 table 1 2.89 -0.493 table 1 2.9 -0.537 table 1 2.91 -0.743 table 1 2.92 -0.994 table 1 2.93 -1.149 table 1 2.94 -1.277 table 1 2.95 -1.446 table 12.96 -1.52table 1 2.97 -1.389 table 1 2.98 -1.198 table 1 2.99 -1.106 table 1 3 -1.037 table 1 3.01 -0.884 table 1 3.02 -0.705 table 1 3.03 -0.578 table 1 3.04 -0.455 table 1 3.05 -0.275 table 1 3.06 -0.086 table 1 3.07 0.061 table 1 3.08 0.202 table 1 3.09 0.379 table 1 3.1 0.558 table 1 3.11 0.695 table 1 3.12 0.811 table 1 3.13 0.874 table 1 3.14 0.691 table 1 3.15 0.202 table 1 3.16 -0.227 table 1 3.17 -0.262 table 1 3.18 -0.068 table 1 3.19 0.071 table 1 3.2 0.124 table 1 3.21 0.173 table 1 3.22 0.267 table 1 3.23 0.411 table 1 3.24 0.562 table 1 3.25 0.679table 1 3.27 0.889 table 1 3.28 1.026 table 1 3.29 1.145 table 1 3.3 1.121 table 1 3.31 0.826 table 1 3.32 0.211 table 1 3.33 -0.576 table 1 3.34 -1.068 table 1 3.35 -0.98 table 1 3.36 -0.704 table 1 3.37 -0.683 table 1 3.38 -0.781 table 1 3.39 -0.727 table 1 3.4 -0.563 table 1 3.41 -0.455 table 1 3.42 -0.503 table 1 3.43 -0.718 table 1 3.44 -0.995 table 1 3.45 -1.195 table 1 3.46 -1.22 table 1 3.47 -1.078 table 1 3.48 -0.935 table 1 3.49 -0.918 table 1 3.5 -0.918 table 1 3.51 -0.808 table 1 3.52 -0.663 table 1 3.53 -0.584 table 1 3.54 -0.529 table 1 3.55 -0.431table 1 3.57 -0.24 table 1 3.58 -0.213 table 1 3.59 -0.236 table 1 3.6 -0.333 table 1 3.61 -0.495 table 1 3.62 -0.615 table 1 3.63 -0.611 table 1 3.64 -0.549 table 1 3.65 -0.52 table 1 3.66 -0.518 table 1 3.67 -0.496 table 1 3.68 -0.422 table 1 3.69 -0.298 table 1 3.7 -0.183 table 1 3.71 -0.115 table 1 3.72 -0.027 table 1 3.73 0.105 table 1 3.74 0.114 table 1 3.75 -0.122 table 1 3.76 -0.45 table 1 3.77 -0.645 table 1 3.78 -0.613 table 1 3.79 -0.406 table 1 3.8 -0.23 table 1 3.81 -0.225 table 1 3.82 -0.232 table 1 3.83 -0.086 table 1 3.84 0.103 table 1 3.85 0.19table 1 3.87 0.364 table 1 3.88 0.506 table 1 3.89 0.595 table 1 3.9 0.646 table 1 3.91 0.683 table 1 3.92 0.659 table 1 3.93 0.541 table 1 3.94 0.402 table 1 3.95 0.316 table 1 3.96 0.262 table 1 3.97 0.213 table 1 3.98 0.212 table 1 3.99 0.293 table 1 4 0.39 table 1 4.01 0.438 table 1 4.02 0.478 table 1 4.03 0.562 table 1 4.04 0.658 table 1 4.05 0.723 table 1 4.06 0.778 table 1 4.07 0.854 table 1 4.08 0.934 table 1 4.09 0.995 table 1 4.1 1.045 table 1 4.11 1.077 table 1 4.12 1.022 table 1 4.13 0.843 table 1 4.14 0.612 table 1 4.15 0.42table 1 4.17 0.161 table 1 4.18 0.11 table 1 4.19 0.137 table 1 4.2 0.186 table 1 4.21 0.205 table 1 4.22 0.212 table 1 4.23 0.231 table 1 4.24 0.22 table 1 4.25 0.143 table 1 4.26 0.034 table 1 4.27 -0.054 table 1 4.28 -0.105 table 1 4.29 -0.124 table 1 4.3 -0.119 table 1 4.31 -0.105 table 1 4.32 -0.108 table 1 4.33 -0.136 table 1 4.34 -0.164 table 1 4.35 -0.166 table 1 4.36 -0.145 table 1 4.37 -0.116 table 1 4.38 -0.087 table 1 4.39 -0.057 table 1 4.4 -0.015 table 1 4.41 0.046 table 1 4.42 0.116 table 1 4.43 0.18 table 1 4.44 0.237table 1 4.46 0.257 table 1 4.47 0.162 table 1 4.48 0.044 table 1 4.49 -0.047 table 1 4.5 -0.13 table 1 4.51 -0.218 table 1 4.52 -0.244 table 1 4.53 -0.163 table 1 4.54 -0.045 table 1 4.55 0.023 table 1 4.56 0.054 table 1 4.57 0.076 table 1 4.58 0.051 table 1 4.59 -0.038 table 1 4.6 -0.109 table 1 4.61 -0.089 table 1 4.62 -0.024 table 1 4.63 0.018 table 1 4.64 0.042 table 1 4.65 0.077 table 1 4.66 0.123 table 1 4.67 0.169 table 1 4.68 0.208 table 1 4.69 0.229 table 1 4.7 0.195 table 1 4.71 0.097 table 1 4.72 -0.007 table 1 4.73 -0.062 table 1 4.74 -0.082table 1 4.76 -0.094 table 1 4.77 -0.062 table 1 4.78 -0.023 table 1 4.79 -0.005 table 1 4.8 -0.007 table 1 4.81 -0.022 table 1 4.82 -0.048 table 1 4.83 -0.08 table 1 4.84 -0.094 table 1 4.85 -0.078 table 1 4.86 -0.054 table 1 4.87 -0.045 table 1 4.88 -0.042 table 1 4.89 -0.028 table 1 4.9 -0.008 table 1 4.91 0.001 table 1 4.92 -0.014 table 1 4.93 -0.057 table 1 4.94 -0.119 table 1 4.95 -0.185 table 1 4.96 -0.237 table 1 4.97 -0.26 table 1 4.98 -0.242 table 1 4.99 -0.193 table 1 5 -0.151 table 1 5.01 -0.142 table 1 5.02 -0.145 table 1 5.03 -0.128 table 1 5.04 -0.102table 1 5.06 -0.065 table 1 5.07 -0.03 table 1 5.08 -0.03 table 1 5.09 -0.029 table 1 5.1 -0.03 table 1 5.11 -0.029 table 1 5.12 -0.027 table 1 5.13 -0.025 table 1 5.14 -0.022 table 1 5.15 -0.029。

FLAC3D动力分析-陈育民

FLAC3D动力分析-陈育民
Damping ratio - %
1.2 1
0.8 0.6 0.4 0.2
0 0.0001
0.001
Shake91
0.01
0.1
strain - %
Shake91
根据65%最大应变来 选择阻尼比和模量衰 减参参数
1
10
(10 03 )
3.000 2.000 1.000 0.000 -1.000 -2.000
载响应(Wang,UBCSand)
21
瑞利阻尼
瑞利阻尼最初应用于结构和弹性体的动力计算中,以减弱系统的
自然振动模式的振幅。在计算时,假设动力方程中的阻尼矩阵C与 刚度矩阵K和质量矩阵M有关:
瑞利阻尼中的质量分量相当于连接每个节点和地面的阻尼器,而刚 度分量则相当于连接单元之间的阻尼器。虽然两个阻尼器本身是与 频率有关的,但是通过选取合适的系数,可以在有限的频率范围内 近似获得频率无关的响应。
Damping Ratio (%)
20
10
0
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
Shear Strain Amplitude (%)
14
等效线性方法
• 等效线性方法是岩土地震工程中模拟波的传播的最常用的方法。 • 假定土体是粘弹性体,参照实验室得到的切线模量及阻尼比与剪应变幅值的关
系曲线,对地震中每一单元的阻尼和模量重新赋值。
在强震作用下,这种耦合作用的影响很重要,比如在摩擦型材料中, 法向应力可能会动态地减小从而降低土体的抗剪强度。
18
使用弹塑性模型
附加考虑的因素:
▪ 阻尼,对于屈服面以下应力的循环 ▪ 体积应变积累,是循环周数与幅值的函数 ▪ 模量衰减,基于平均应变水平的表格

基于FLAC3D的土层非线性地震反应分析

基于FLAC3D的土层非线性地震反应分析

基于FLAC3D的土层非线性地震反应分析
苏建锋
【期刊名称】《地震工程学报》
【年(卷),期】2017(039)005
【摘要】以唐山响嘡局部场地影响台阵3号测井场地(II类场地)作为实验场地,验证用卩1.八匚31:>软件方法进行土层地震反应计算的可行性。

以天津塘沽某
IV类场地为例,在不同地震动强度输入条件下分别采用FLAC3r软件方法和等效
线性化程序方法计算该场地地表地震动峰值和反应谱。

计算结果表明:在输入地震动强度较小时,两种方法计算得到的结果差别不大;在输入地震动强度较大时,FLAC3r方法克服了等效线性化方法低估地表地震反应(高频部分)和高估土体的非线性所造成的地表反应谱特征周期偏大问题。

FLAC3r方法计算得到的结果可能更符合工程实际。

【总页数】7页(P883-889)
【作者】苏建锋
【作者单位】[1]中国地震局第一监测中心,天津300180
【正文语种】中文
【中图分类】P315
【相关文献】
1.土层非线性地震反应分析方法及其检验 [J], 齐文浩;王振清;薄景山
2.等效线性和非线性方法土层地震反应分析对比 [J], 王振华;马宗源;党发宁
3.基于FLAC3D的土层非线性地震反应分析 [J], 苏建锋
4.非线性土层地震反应分析的一种方法 [J], 李小军
5.一维土层非线性地震反应分析的δ-θ法 [J], 周克森
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档