flac3d基坑开挖支护例子
宿州三馆基坑支护中的FLAC3D应用
工 程 位 于宿 州 市汴 北新 区。西 邻 人 民路 、北 为芒 砀路 ,东 南 侧 与宿 州 市 体 育 馆 相 邻 。本 工 程 由科 技 馆 用房 、 档 案 馆 用房 以及妇 女 儿 童活 动 中心 用房 3 大 功能 区组 成 。地 下 1 层 ,地 上5 层 。 该项 目基 坑 工程 平 面 呈 不 规则 五 边 形 , 南
宿 州三馆基坑 支护 中的F L AC 3 D应用
张荣平 黄 辉 李文涛 龚 良勇
中恒建设集团有限公 司 江西 南 昌 3 3 0 0 3 8
攮■ :针对宿州市 。 三馆 深基坑土钉墙支护的特 点 ,运用F L A C 3 D软件进行深基坑开挖 与土钉支护过程的数值模拟 。
质黏土夹粉土、黏土夹粉土、粉土夹黏土 、黏土 、粉土夹
1 基坑概况与设计选型
1 . 1 工程 概况 宿州市科技馆、档案馆 、妇女儿童活动中心 “ 三馆 ”
黏土 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 . 2 方案设计 1 )基坑南、东、北侧,根据地质报告剖面图,A 1 B 段
杂 填 土 较 深 , 约4 m,采 用 加 大 一定 坡 度 的土 钉 墙 支 护 , 土 钉 采 用击 入花 管 后二 次注 浆 的方 式进 行 施 工 。面层 采 用 6 m m @ 2 0 0 m mX2 0 0 m m钢筋 网片 ,喷厚 8 0 m m 的C 2 O 细 石 混 凝土 。坡 顶设 2 0 0 m nX3 i 0 0 m m 素混 凝土 挡水梗 ,并做 防
状况,进而从应力一 应变的角度对基坑边坡的变形破坏机制 进行分析 。而比较复杂 的边 界条件同样适用 ,实体 内部介
flac3d工程实例
地下建筑结构
4.分步开挖支护计算模型
对基坑放坡开挖BC段,可以采取对开挖土体和基坑围岩土体分 别建模,建模中用到基本单元的八节点定义方式。然后用null定义 开挖土体部分的模块来模拟,如图4。
本工程实例中基坑坡率较大,近乎直立开挖,也可直接采取每 步开挖支护中,再多次分步开挖得到阶梯状开挖面的方式近似模拟 坡面开挖。经模拟计算验证,该建模方式对基坑开挖支护数值模拟 计算结果影响很小,可忽略不计。
本工程沉降水准观测,对基坑周边边坡土体和建筑物沉降监测共 布设10+8个沉降观测点。其中,在基坑周边土体共布设10个水平位移 和沉降观测点,东面两栋距基坑较近的被测建筑物的首层柱上共为3个 沉降观测点。其中对周边建筑物进行13次沉降观测。观测周期与工程 进度密切联系,基坑开挖期间,土体扰动对周围环境影响较大,沉降速 率较大,故保证每隔2天一次观测,时刻注意环境动态,后期施工过程中, 根据实际情况相对减小监测频率。
2、边界条件
边界条件分为位移边界条件和受力边界条件利用FLAC3D中fish语言 程序命令:fix(位移方向)range(位移约束面),可在网格模型中设定位移 边界条件。 模型除x=0面及基坑顶面为自由面不设置位移边界条件外,其余面均 采用法向约束。坑底边界静止不动,假设为固定铰支,限制三个方向的位 移;模型x轴及y轴方向两侧避均施加边界约束条件,限制该临空方向的位 移;基坑顶面为设为自由面,不加约束。地下水己进行处理,可不考虑。 利用FLAC3D中fish语言程序命令:apply szz(荷载大小)range(荷载 范围),可在网格模型中定义受力边界条件。本工程CD段基坑周边己有建 筑物荷载,荷载大小为90KN。
图19第四步开挖支护x方向位移等值线图
图20第五步开挖支护x方向位移等值线图
基于FLAC3D对吊脚桩支护基坑稳定性分析
J IAN SHE YAN JIU技术应用180基于FLAC3D对吊脚桩支护基坑稳定性分析Ji yu FLAC3Ddui diao jiao zhuang zhi hu ji keng wen ding xing fen xi李海峰 段刘贺 项崇程数值模拟因其具有可视化、适用性广等特点,正广泛应用于岩土体稳定性计算当中。
本文采用FLAC3D对吊脚桩围护后的某基坑的稳定性进行计算,分析了支护后基坑的位移特征、应力分布特征,得到以下结论:地表沉降最大值为12.60mm,坑底最大隆起量为5.8mm;围护桩最大水平位移为4.17mm,最大水平位移发生在地面标高以下约6m的位置;压应力主要发生在基坑底部以上桩外侧土体、强风化层水平,拉应力产生于基坑底部以上桩外侧中风化层,基坑长时间暴露后岩体存在脱落风险。
随着高层建筑的不断发展,基坑也向更深、更大的方向发展,从而对基坑稳定性的要求越来越高。
常见的基坑支护有锚杆、水泥搅拌桩以及土钉墙等支护方式。
基坑吊脚桩支护针对二元结构中具有良好的支护效果和经济应用价值。
在深基坑设计计算中,确定了支护结构形式后,对支护后基坑的稳定性进行分析也是非常重要。
数值模拟计算因其在岩土体稳定性分析中具有的独特的优势,正在被广泛应用于基坑稳定性分析中。
FLAC软件作为数值模拟的常用软件,为基坑稳定性的分析提供了一种可视化手段。
马露等运用FLAC3D对西安市某深基坑在无支护条件下的开挖过程进行了数值模拟,分析了基坑的变形和失稳机理,确定出基坑的破坏模式。
曾晋等采用FLAC3D对某建筑基坑突涌问题进行了数值分析,并提出了切实可行的处置措施。
王鲁昌通过FLAC3D分析了地铁深基坑支护结构,支撑轴力,周边地表沉降变形变化特征。
刘杰等采用FLAC3D对深基坑多级支护结构进行了数值模拟,分析了多级支护结构的变形参数。
本文以某隧道基坑工程为背景,采用FLAC3D对吊脚桩支护后基坑的位移特征、应力分布特征进行模拟计算分析,评价了支护后基坑的稳定性。
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。
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。
基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计
本科生毕业论文(设计)题目:基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计指导教师: 职称:评阅人: 职称:摘要随着城市化过程中不断涌现的高层建筑和超高层建筑以及城市地下空间的开发,深基坑工程越来越多,深基坑工程项目的规模和复杂性日益增大,给深基坑工程的设计和施工带来了更大的挑战。
在这样的背景下,深基坑支护结构设计和变形量预测已成为岩土工程领域的重要研究课题之一。
本文以武汉市万达广场深基坑工程作为研究对象,利用勘查资料和深基坑支护结构设计要求,比选合理的基坑支护方案并进行相应的计算设计。
同时,本文针对深基坑工程变形量验算等难以解决的问题引用了flac3D数值模拟方法,对基坑开挖、支护结构施工进行全方位的模拟监测,将计算设计结果和模拟计算结果进行对比验算,得出比较合理的支护结构设计方案和变形量控制方案。
根据基坑实际情况和勘查资料,本文选择的围护方案为以大直径混凝土排桩、双排桩、角撑与对顶撑相结合的内支撑为主的多种联合支护方案,结合坡顶大面积卸土减载、坑内被动区加固的措施。
计算部分主要设计计算大直径混凝土排桩(钻孔灌注桩)桩长、内力和配筋,而对卸土减载、内支撑结构、坑内被动区加固和降水设计只进行了简要的说明;flac3D模拟部分主要从建立模型、设置大直径混凝土排桩、放坡开挖、放坡坡面土钉施工、预应力锚索(代替内支撑)施工和基坑主体开挖为顺序进行建模计算,最后进行变形量监测、分析,输出桩单元、锚单元的内力分布情况并给出相应的结论与建议。
本文以常规计算和数值模拟相结合的方式进行参考对比,常规计算和数值模拟分析结果非常接近,给出了有效合理的安全系数。
关键词:深基坑支护设计flac3D模拟数值模拟AbstractWith the urbanization process ,high-rise buildings and supertall buildings are continuously emerging .As a result ,underground space development project and deep excavation project become more and more. At the same time, the scale and complexity of deep excavation increasing bigger. they make the design and construction of deep excavation to face greater challenges. So structural design and deformation prediction of deep excavation has become an important research issue in the field of geotechnical engineering. In this paper, the deep excavation of Wanda Plaza, Wuhan is studied. And using survey data and structural design of deep excavation requirements to select reasonable foundation pit ,then to conduct the corresponding design. The meantime, as checking the deformation of deep excavation is a difficult problems ,it uses flac3D numerical simulation method to monitor the progress of deep pit’s excavation, construction .Then comparing the design results of the calculation and simulation results to obtained reasonable support structure design and control program of deformation.According to the actual situation and exploration data, the envelope of large diameter piles concrete piles, angle brace and top brace on the combination of a variety of internal support-based programs are selected, combined with slope Top large dump load shedding and the reinforcement measures of pit passive zone.1) The calculation part of the paper mainly introduce the design and calculation of large diameter concrete piles or bored pile, and the rest just briefly introduce the dumping load shedding, internal support structure, the pit design of passive zone strengthening and precipitation.2) With flac3D, successively study the model building, setting large diameter concrete piles, sloping excavation, soil nailing construction, pre-stressed cable (instead of internal support) construction and excavation for the foundation pit .Finally, conduct the deformation monitoring , output pile element, the internal force distribution analysis in anchorage unit .And then, provide the corresponding conclusions and recommendations.In this paper, conventional calculations and numerical simulation methods are used. And their results were very close. So it can give an effective and reasonable safety factor through the combination of these methods.Key words: deep excavation design flac3D numerical simulation目录第一章绪论 (1)第一节选题思路 (1)第二节设计流程 (1)第二章工程概况及场地工程地质条件 (3)第一节工程概况 (3)第二节场地工程地质条件 (4)第三章A-OPQRSA段基坑支护结构设计 (10)第一节设计依据 (10)第二节设计参数 (10)第三节A-OPQRSA段基坑支护方案选择 (11)第四节A-OPQRSA段基坑减载放坡设计 (13)第五节A-OPQRSA段基坑支护桩设计 (13)第六节A-OPQRSA段基坑地下水控制方案设计 (24)第四章基于flac3D基坑开挖模拟分析 (27)第一节关于flac3D的概述 (27)第二节基坑维护方案 (27)第三节计算模型及参数 (28)第四节初始应力计算 (29)第五节支护桩施工 (31)第六节模拟分层开挖和设定锚杆 (32)第七节设置采样记录变量 (34)第八节计算结果分析 (35)第五章结论与问题 (44)第一节结论 (44)第二节设计过程中存在问题 (45)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)第一章绪论第一节选题思路深基坑工程设计是当今岩土工程界关注的热点话题,深基坑工程的难题在于对变形量的预测,基坑允许的变形、垂直位移的计算是比建筑物自身允许的沉降和沉降计算更为复杂的课题,但又是基坑工程尤其是在软土地区和工程地质、水文地质复杂地区无法回避的问题。
利用FLAC 3D 对基坑支护数值模拟分析
c m,最 大位移为 4 5 a m。采用土钉墙 支护后 ,边墙 的位 移为 2~ 4 a m,最 大位 移 为 6 c m。对 比表 明, 土钉墙 支护 能够有 效的阻止基坑 的 变形 ,维持 基坑的稳定。 同时 ,根据 土钉 的轴 力分布特征 ,分析基
坑在 不采取 支护措 施的情况下将发生滑移破坏 。
d a t i o n p i t i n s o m e d i s t r i c t ,t h e a u t h o r s p r o j e c t e d t h e s o i l n a i l e d w a l l s u p p o r t i n g d e s i g n a n d c a r r i e d o u t n u me i r c a l
第3 2卷
第 4期
世
界 地
质
V0 l _ 3 2 No . 4 De C .2 01 3
2 0 1 3年 l 2月
GL OB AL GEOL OGY
文 章 编 号 :1 0 0 4— 5 5 8 9( 2 0 1 3 )0 4— 0 8 5 7— 0 5
利用 F L AC 3 D对基坑 支护数值模拟分析
马 宏 ,季 聪 ,杨 瑞 刚 ,刘 录君
1 .吉林 大学 建设工程学 院,长春 1 3 0 0 2 1 ;
2 .中水东北勘察设计研究有 限责任公司 ,长春 1 3 0 0 2 1
摘要:F L A C 3 D是岩土 工程 中广泛应 用的软件 。本文 以某地 区基 坑 为背景 ,进 行土钉墙 支护设 计 ,并 利用 F L A C 3 D软件 对土钉墙 支护前后 进行 数值 模 拟。在 基 坑 开挖 完成后 ,边墙 位移 一般 为 2 0~ 4 0
FLAC3D在深基坑工程开挖中的数值模拟分析
随着基坑开挖深度 的增 加而加大 , 基坑 壁 向坑 内的水平位 移变 化趋势仍 然是 中间部分最 大 , 边角处 最 小, 而且基坑壁的长边 由于开挖 的范 围相对较大 , 其变形量 相对 于短边也增 大 , 这充分体 现 了基坑 开挖
过程 中的时空效应 , 数值模拟计算结果可 以为工程设计提供指导 和参考 。 关键词 : F L A C 3 D ; 深 基坑 ; 位移 ; 数值模拟 中图分类 号 : T U 4 7 0 . 3 文献标 识码 : A 文章编 号 : 1 6 7 2 _l 1 4 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 —0 o 1 7 —0 4
第 1 1 卷第 4期
2 0 1 3年 8月
水 利与 建筑工 程学 报
o u r n a l o f Wa t e r Re s o u r c e s a n d A r c h i t e c t u r a l E n n e e 血l g
Vo 1 . 1 1 No. 4
Ap p l i c a t i o n o f FLAC3 D i n Nu me r i c a l S i mu l a t i o n An a l y s i s f o r De e p Fo u nd a t i o n Pi t Ex av c a t i o n
t r a l b se a me n t ,t he u p l i f t g r o w s t o he t l a r g e s t v l a u e ,a n d n e r a he t f o u n d a t i o n p i t w ll a ,i t i s s ma ll e r .At t h e s a me t i me , t h e Leabharlann A u g., 201 3
用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护
用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护侯景鹏;邢继光【摘要】运用三维有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站工程进行了基坑开挖与支护模拟.土体采用摩尔-库伦模型进行计算,得到了基坑开挖过程中各工况的竖直位移和水平位移.计算结果显示位移较小,基坑支护结构的设计安全可靠.基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显,其范围相当于开挖深度.基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显,其范围相当于基坑宽度.地表沉降最大值点和水平位移最大值点都出现在距离基坑边缘15 m~25 m的区域内,大致相当于开挖深度.模拟结果可以作为今后设计施工的参考.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】5页(P67-71)【关键词】地铁车站;基坑开挖支护;变形规律;FLAC3D模拟【作者】侯景鹏;邢继光【作者单位】东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012;中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院,太原山西030000【正文语种】中文【中图分类】TU9我国城市建设飞速发展,人口快速向大城市集中,城市道路交通拥堵问题日益严重.各大城市为缓解交通拥堵问题不约而同地选择开发地下空间,我国迎来了一轮建设地铁工程的高潮.车站深基坑的平面尺寸及开挖深度都有增大的趋势,容易导致基坑周围土体产生较大位移,使深基坑设计施工的难度不断提高.建设地铁车站不仅要保证基坑支护体系和基坑本身的稳定,还要保证附近建筑和地下管线不受破坏,这就要求施工中严格控制周围土体的变形.本文使用ITASCA公司推出的有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站深基坑的开挖支护进行了数值模拟,根据模拟结果分析基坑内外土体竖直位移和水平位移的规律.1 工程概况1.1 地质条件车站全长为315.638 m、标准段宽为21.6 m,车站底板埋深约17.5 m.车站主体和附属结构均采用明挖顺筑法施工.该工程属深圳市重点建设项目,工程重要性等级为一级;地形地貌较简单、不良地质作用一般发育.原始地貌为台地及其间沟谷区,地势平坦.根据野外地质钻探结果和广东地区地质资料,上覆土层是第四系松散层,下伏基岩主要由花岗岩组成.岩土分层主要有:素填土层,平均2.48 m;填石层,平均1.02 m;残积可塑状砾质粘性土层,平均2.32 m;残积硬塑状砾质粘性土层,平钧4.80 m;全风化花岗岩层,平均3.78 m;强风化花岗岩层,平均3.61 m;中风化花岗岩层,平均2.21 m;微风化花岗岩层,平均7.82 m.根据车站工程基坑尺寸和地质情况,基坑侧壁主要为残积砾质粘性土层及全、强、中、微风化花岗岩,基坑底板主要为强、中、微风化花岗岩.1.2 支护方案连续墙具有刚度大、整体性好、防渗性好、适应性强等优良性能,因此车站主体结构采用连续墙形式,附属结构可采用钻孔灌注桩,亦可采用螺杆桩[1].设计采用800 mm厚地下连续墙,墙顶设冠梁,截面为1.0 m×0.8 m,在墙顶冠梁位置设第一道钢筋混凝土支撑,支撑截面为0.6 m×1.0 m,纵向支撑间距为9.0 m,第二、三道支撑采用钢管撑,管径600 mm.深基坑开挖过程一般选择分层开挖,支撑架设需要操作平台,应开挖到支撑以下一定深度后再架设支撑.根据上述情况,制定方案如下:在墙顶处设置第一道钢筋混凝土水平支撑;向下挖至8.5 m深度处,在8 m深度处设置第2道水平钢支撑,此时为工况一;向下挖至13.5 m深度处,在13 m深度处设置第3道水平支撑,此时为工况二;最后向下挖至底部17.5 m深度,此时为工况三.2 基坑开挖支护数值模拟2.1 FLAC3D在基坑开挖中的应用FLAC3D是美国ITASCA咨询集团公司推出的基于有限差分法的软件.可以分析渐进破坏和失稳,在大变形模拟方面优于其他模拟软件.它包括弹性材料模型、塑性材料模型、莫尔-库仑弹性材料模型、应变软化/硬化塑性材料模型等多种本构模型.除了岩土材料外,梁、桩、壳以及支护、衬砌、锚索、土工织物、摩擦桩等结构也可以用FLAC3D进行模拟[2].2.2 计算模型及参数建模主要分为两部分:基坑土体和地下连续墙采用实体单元,实体单元的物理模型比衬砌单元清晰,参数较少.混凝土支撑和钢管支撑采用beam单元.FLAC3D中的“null”模型非常适用于模拟基坑的开挖[3],模型单元被设定为“null”表示将该单元从模型中删除.地铁车站基坑长度较长,基坑中间很多部分处于同样的受力状态,会增加很多重复计算,降低计算效率,故选取基坑模型尺寸为长36 m,宽20 m,深18 m.选取合适的计算边界有利于提高计算效率和结果的精度[4].取整体模型的尺寸为长96 m,宽160 m,高38 m.以端部基底中点为原点,基坑纵向为x方向,基坑宽度方向为y方向,深度方向为z方向.模型四周各侧面和底面均限制法向位移;模型顶面即地面,设为自由面.建模时合理地划分网格能够明显提高计算效率.距离基坑较近的区域是研究中重点,应该增加网格密度.距离较远区域受开挖的影响较小,网格可以疏一些.分析模型及支护示意图,如图1所示.图1 分析模型及支护示意图3 数据分析3.1 基底隆起变形竖直位移云图,如图2所示.可以看出基底中点隆起比较明显.在距离端部36 m的基坑底部取6个监测点,分别距离基坑中点 0 m、2 m、4 m、6 m、8 m 和10 m.将测点各工况的基底隆起绘制成图,如图3所示.可以看出每次开挖后隆起明显增加,基底中点隆起变形最大,距离中点越远隆起变形越小,基底边缘受围护结构制约,隆起最小.整体隆起变形数值偏大,这是土的回弹模量一般大于压缩模量造成的.在莫尔-库仑模型的研究中,目前除了在回弹为主的区域增大弹性模量参数数值,还没有更好的解决方案被提出.图2 竖直位移云图图3 y方向排列各测点的基底隆起图4 x方向排列各测点的基底隆起在基底中心线上取7个监测点,分别距离端部36 m、30 m、24 m、18 m、12 m、6 m 和 0 m.将测点各工况的基底隆起绘制成图,如图4所示.可以看出靠近基坑端部的范围,端部墙体对基底隆起有明显的约束作用,而远离基坑端部的部分,基底隆起虽然也随着端部距离的增大而增加,但增长并不明显.三个工况的开挖深度分别为 8.5 m、13.5 m 和 18 m,而三个工况分别在与端部距离8.5 m、13.5 m和18 m左右的位置开始,隆起增长的趋势明显放缓.由此可知基坑端部墙体对基底隆起有显著影响的范围基本相当于开挖深度.3.2 基坑坑壁侧移水平位移云图,如图5所示.可以看出支护结构约束作用明显,基坑侧移最大值没有出现在基坑顶部.图5 y方向水平位移云图图6 竖直排列各测点的侧移量图7 水平排列各测点的侧移量在距基坑端部36 m的基坑一侧设置8个监测点,分别距离基底-3 m、0 m、3 m、6 m、9 m、12 m、15 m和18 m.将测点各工况的侧移绘制成图,如图6所示.可以看出第一道混凝土支撑有效限制了基坑顶部的侧移,基坑侧移最大值出现在距基底3m处,最大值为3.49mm,最大值点高度以下受内部土体约束而逐渐减小[5~6].工况一中,侧移最大值出现在开挖深度以下,这是因为第一道钢筋混凝土支撑刚度较大,更好地限制了顶部的侧移.所以应纵向分段开挖,每开挖一段立即设置支撑,钢管撑可施加预应力,以此减小基坑的水平变形.在基坑一侧基底以上3m处设置7个监测点,分别距离基坑端部36 m、30 m、24 m、18 m、12 m、6 m和0 m.将测点各工况的侧移量绘制成图,如图7所示.可以看出每次开挖后基坑侧移都明显增加,端部墙体限制附近范围的基坑侧移,距离端部越远,侧移量越大.端部墙体在20 m范围内对基坑侧移影响比较显著,相当于基坑宽度.3.3 地表位移在距端部36m的地表设置15个监测点,距离基坑中线的距离分别为10 m、12.5 m、15 m、17.5 m、20 m、22.5 m、25 m、27.5 m、30 m、35 m、40 m、50 m、60 m、70 m 和 80 m.将测点各工况沉降绘制成图,如图 8所示.可以看出连续墙有上浮的趋势,沉降最大值出现在距基坑边缘一定距离的地方,随着距离增加,基坑开挖对地表沉降的影响也越来越小[7~11].而沉降最大值出现的位置距基坑边缘15 m~25 m,数值上与开挖深度相近.在地表位移最大值可能出现的范围加强位移监测可以有效监控地下工程对临近建筑的影响[12].图8 地表竖向位移图9 地表水平位移将各测点各工况y方向水平位移绘制成图,如图9所示.可以看出水平位移的变化趋势与竖直沉降类似,最大值也出现在距基坑边缘一定距离的区域.随着与基坑中线的距离越来越大,水平位移也逐渐减小.水平位移最大值与沉降最大值出现的位置在同一范围内.4 结论(1)利用三维有限差分软件FLAC3D对基坑进行分步开挖支护模拟,计算得到基底隆起,基坑侧移,地表竖直和水平位移.(2)基底隆起最大值发生在基底中心处,基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显,其范围相当于开挖深度.(3)基坑侧移最大值出现在距基底3 m处,最大值为3.49 mm.基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显,其范围相当于基坑宽度.(4)地表沉降最大值出现的位置距基坑边缘15 m~25 m,数值上与开挖深度相近.(5)支护结构的设计是安全可靠的,计算结果可以为工程设计提供参考.参考文献[1]龚靖,刘宇,徐佩洪.新型螺杆桩技术及其工程应用[J].东北电力大学学报,2016,36(3):91-95.[2]马露,李琰庆,蔡怀恩.FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用[J].河北工程大学学报:自然科学版,2007,24(4):35-38.[3]刘勇,冯志,黄国超,等.北京地铁工程深基坑围护结构变形研究[J].地下空间与工程学报,2009,5(2):329-335.[4]朱彦鹏,吴意谦.某地铁车站深基坑变形规律数值模拟及优化[J].兰州理工大学学报,2014,40(1):108-113.[5]刘均红.地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析[J].北方交通,2011(7):55-58.[6]任建喜,冯晓光,刘慧,等.地铁车站深基坑围护结构变形规律监测研究[J].铁道工程学报,2009(3):89-92.[7]刘继国,曾亚武.FLAC3D在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用[J].岩土力学,2006,27(3):505-508.[8]麻凤海,张维来,吕培印.地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2012,31(3):295-299.[9]房师军,付拥军,姚爱军.某地铁工程深基坑排桩围护结构变形规律分析[J].岩土工程学报,2011,33(S1):216-219.[10]周爱其,龚晓南,刘恒新等.内撑式排桩支护结构的设计优化研究[J].岩土力学,2010,31(S1):245-255.[11]吴意谦,朱彦鹏.兰州市湿陷性黄土地区地铁车站深基坑变形规律监测与数值模拟研究[J].岩土工程学报,2014,36(S2):404-410.[12]高飞,李长庆,倪博,等.平行隧道施工对路面基础沉降的影响[J].东北电力大学学报,2016,36(3):96-101.。
深基坑开挖模拟与支护设计基于FLAC3D本科毕业论文答辩.ppt
图1 设计流程图
第二章 工程概况与场地工程地质条件
第一节:工程概况
• 武汉市万达广场深基坑工程位于武汉市江汉区,地块范围东临 新华下路,西邻新华西路,南侧为规划道路、武汉新闻出版局, 北侧为马场公寓。
• 本场地基坑分为A、B基坑两块, A、B基坑呈“吕”字型分布, 总占地面积约57000m2。A基坑为大商业部分,其地下二层主楼的 承台底标高-12.6m(电梯井-15.0m),商业部分底标高-12.4m(电梯 井-13.5m);B基坑为住宅部分,其主楼承台底标高-11.25m,分布 于基坑四周。本次设计选取A基坑OPQRSA段进行支护结构设计 与FLAC3D数值模拟。
Interval = 2.5e+004
Job Title: 深基坑工程 View Title:
Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, MN USA
图4-3 初始平衡计算孔隙水压力图
FLAC3D 3.00
Step 2349 12:10:12 Sat Jun 05 2010
分段号
开挖 深度
本段特点
选择围护方案
坑外为现场施工道路; A、上部放坡卸载;
分布较厚的淤泥质土; B、支护桩+混凝土内支撑; A-OPQRSA 10.8m
有较开阔的放坡空间; C、坑壁采用粉喷桩止水;
开挖深度较深;
D、坑底采用降水井降水;
图3-1 A-OPQRSA段支护体系布置剖面图
第五节 A-OPQRSA段基坑支护桩设计
表2-1 A-OPQRSA设计开挖深度表
段号
地面标高
A-OPQRSA
20.7m
坑底标高 9.9m
开挖深度 10.8m
flac3d5.0软件隧道支护与开挖命令流
flac3d5.0软件隧道支护与开挖命令流;-----------------------------------------------------; ---- Excavation and Support for a Shallow Tunnel ---;-----------------------------------------------------new ;新建项目set fish autocreate offtitle 'Excavation and Support for a Shallow Tunnel' ;定义题目; generate primitive components of grid; concrete liner - upper tunnelgen zon cshell p0 0 0 0 p1 7 0 0 p2 0 51 0 p3 0 0 5.5 &dim 5 5 5 5 size 2 51 10group zone 'concrete liner';; upper tunnelgen zon cylinder p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 51 0 p3 0 0 5 &size 5 51 10group zone tunnel range group 'concrete liner' not;; lower tunnel & linergen zone brick p0 0 0 -4.5 p1 add 7 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 4.5 &size 7 51 3;; surrounding rock (8 primitives)gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 27 0 0 p2 0 51 0 p3 0 0 25 &dim 7 5.5 7 5.5 size 5 51 10 8 rat 1 1 1 1.3;gen zone brick p0 7 0 -4.5 p1 27 0 -15 p2 add 0 51 0 p3 7 0 0 &p4 27 51 -15 p5 7 51 0 p6 27 0 0 p7 27 51 0 &size 8 51 3 ratio 1.3 1 1;gen zone brick p0 0 0 -15 p1 add 27 0 0 p2 add 0 51 0 p3 0 0 -4.5 &p4 27 51 -15 p5 0 51 -4.5 p6 7 0 -4.5 p7 7 51 -4.5 &size 7 51 8 rat 1 1 0.7692307692307692;gen zon brick p0 0 0 25 p1 add 27 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 10 &size 5 51 2;gen zon bric p0 27 0 25 p1 add 17 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 10 &size 2 51 2 rat 2 1 1;gen zon bric p0 27 0 -15 p1 add 17 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 40 &size 2 51 8 rat 2 1 1;gen zon bric p0 27 0 -40 p1 add 17 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 25 &size 2 51 2 rat 2 1 0.5;gen zon bric p0 0 0 -40 p1 add 27 0 0 p2 add 0 51 0 p3 add 0 0 25 &size 7 51 2 rat 1 1 0.5;; assign names to groups of zonesgroup zone rock range group 'concrete liner' not group tunnel not;; assign Mohr-Coulomb material modelmodel mech mohrpro bulk 50e6 she 18e6 fric 20 coh 25e3 ten 0 dil 0 range z 25 35pro bulk 4e8 she 1.5e8 fric 20 coh 50e3 ten 5e3 dil 3 range z -50 25; assign boundary conditions ;施加边界条件,后面可以直接修改为具体的数字fix x range x -.1 .1fix x range x 43.9 44.1fix z range z -40.1 -39.9fix y range y -.1 .1fix y range y 50.9 51.1; assign initial stress state ;初始应力状态set grav 0 0 -10ini density 2200ini szz -770e3 grad 0 0 22000ini sxx -770e3 grad 0 0 22000ini syy -385e3 grad 0 0 11000 ;施加初始应力; monitor variables in model ;模型中变量的监控hist add unbal ;监控不平衡力hist add gp zdisp 0 0 5.5hist add gp xdisp 7 0 0hist add gp zdisp 0 0 0hist add gp zdisp 0 0 35hist add gp zdisp 0 30 5.5hist add gp xdisp 7 30 0hist add gp zdisp 0 30 0hist add gp zdisp 0 30 35hist add gp zdisp 0 12 35hist add gp zdisp 0 18 35hist add gp zdisp 0 24 35hist add gp zdisp 0 36 35hist add gp zdisp 5 30 35hist add gp zdisp 10 30 35 ;监控以上这些点的x及z方向位移变化;sav geom1;def conc_parm ;定义支护参数,parm即parameter,参数的意思global bmc = 20.7e9 ;定义体积模量为全局变量,b代表bulk,m代表modulus,c代表concreteglobal smc = 12.6e9 ;定义剪切模量为全局变量,s代表shear,m代表modulus,c代表concreteend@conc_parm;; define the locations of cable patterns 1, 2 and 3;def cab_parm ;定义锚杆参数global x_b = get_array(4,3) ;定义数组(4,3),即锚杆的位置global z_b = get_array(4,3)global y0 = -3 ;将锚杆的位置以数组的形式表示出来(x,y,z)x_b(1,1) = 0.8x_b(2,1) = 2.1x_b(3,1) = 3.5x_b(4,1) = 5.5z_b(1,1) = 5.5z_b(2,1) = 2.4z_b(3,1) = 4.7z_b(4,1) = 1.5x_b(1,2) = 0.8x_b(2,2) = 0.8x_b(3,2) = 3.5x_b(4,2) = 5.5z_b(1,2) = 0.6z_b(2,2) = 4.0z_b(3,2) = 2.4z_b(4,2) = 0.6x_b(1,3) = 0.8x_b(2,3) = 2.6x_b(3,3) = 5.0x_b(4,3) = 3.5z_b(1,3) = 2.4z_b(2,3) = 4.0z_b(3,3) = 3.0z_b(4,3) = 0.6 ;对每根锚杆的位置进行赋值enddef inip(iidx) ;定义初始锚杆位置global x1 = x_b(1,iidx)global x2 = x_b(2,iidx)global x3 = x_b(3,iidx)global x4 = x_b(4,iidx)global z1 = z_b(1,iidx)global z2 = z_b(2,iidx)global z3 = z_b(3,iidx)global z4 = z_b(4,iidx)end@cab_parm;; install initial cables ;安装初始锚杆;def ins_cab ;定义要初始安装的锚杆,其中ins_cab表示install initial cablesglobal iidx ;定义全局变量iidxglobal cab_seg ;定义锚杆划分单元数global cab_seg_m ;锚杆长度(有待进一步确认)loop iidx (1,3)inip(iidx)cab_seg = cab_seg_m-3*(3-iidx)global y1 = 0.global y2 = float(cab_seg)commandsel cable id @iidx begin @x1 @y1 @z1 end @x1 @y2 @z1nseg @cab_segsel cable id @iidx begin @x2 @y1 @z2 end @x2 @y2 @z2 nseg @cab_segsel cable id @iidx begin @x3 @y1 @z3 end @x3 @y2 @z3 nseg @cab_segsel cable id @iidx begin @x4 @y1 @z4 end @x4 @y2 @z4 nseg @cab_segsel cable pro emod 45e9 xcarea 1.57e-3 gr_per 1.0 &yten 25e4 gr_k 17.5e6 gr_c 20e4 range id @iidx ;施作初始锚杆end_commandend_loopendset @cab_seg_m 15@ins_cab; install pre-support concrete ;预支护;sel shell id 10 group rock range cyl end1 0 0 -1.5 end2 0 1 -1.5 rad 7.4 &cyl end1 0 0 -1.5 end2 0 1 -1.5 rad 6.7 not &z -0.1 6sel shell prop isotropic 10.5e9,0.25 thickness 0.3 density 2500 def monitglobal ipt_surf = gp_near(0,30,35) ;地表global ipt_crown = gp_near(0,30,5.5) ;拱顶global ipt_spring = gp_near(7,30,0)end@monitsave m_initable 1 name 'ground surface at tunnel center line'table 2 name 'tunnel crown' ;隧道拱顶table 3 name 'tunnel sidewall' ;定义表格的名字,隧道边墙;; FISH function to control excavation and support sequence def excavy0 = y0+3local cut_i = y0/3+1global cutloop cut (cut_i,16)local cut_cur = cutlocal ii = out(' EXCAVATION STEP ' + string(cut))y0 = 3*(cut-1)y1 = y0+3global yp0 = y0+1global yp1 = y1+1global ys0 = yp0-3global ys1 = yp1-3global yc0 = y0-3global yc1 = y1-3global id_ = 10; id_ = 10*(cut+1) ; use if shells unconnectedcommand; install pre support concretesel shell id @id_ group rock &**************************@yp1-1.5rad7.4&*********************@yp1-1.5rad6.7not&z -0.1 6sel shell prop isotropic 10.5e9,0.25 thickness 0.3 density 2500 &ran y @yp0 @yp1; excavate next cutmodel mech null range group tunnel y @y0 @y1model mech null range group 'concrete liner' y @y0 @y1; delete-cables in the excavated areasel delete cable range id 1 y @y0 @y1sel delete cable range id 2 y @y0 @y1sel delete cable range id 3 y @y0 @y1end_commandlocal cut_1 = cut-1iidx=int(cut_1-3*(cut_1/3))+1y2=min(y1+15,51)inip(iidx)ii = out(' CABLE BOLT PATTERN '+string(iidx))commandsel delete cable range id @iidx; install new cablessel cable id @iidx begin @x1 @y1 @z1 end @x1 @y2 @z1 nseg @cab_seg_msel cable id @iidx begin @x2 @y1 @z2 end @x2 @y2 @z2 nseg @cab_seg_msel cable id @iidx begin @x3 @y1 @z3 end @x3 @y2 @z3 nseg @cab_seg_msel cable id @iidx begin @x4 @y1 @z4 end @x4 @y2 @z4 nseg @cab_seg_msel cable pro emod 45e9 xcarea 1.57e-3 gr_per 1.0 &yten 25e4 gr_k 17.5e6 gr_c 20e4 ran id @iidx; shotcretesel shell prop isotropic 10.5e9,0.25 thickness 0.5 density 2500 &ran y @ys0 @ys1end_commandif cut > 1 thencommand; concrete linermodel mech el range group 'concrete liner' y @yc0 @yc1prop bulk @bmc sh @smc range group 'concrete liner' y @yc0 @yc1end_commandend_ifcommandstep 3000end_command; store displacements in tables ;将位移储存在表格中xtable(1,cut) = 3.0 * cutytable(1,cut) = gp_zdisp(ipt_surf)xtable(2,cut) = 3.0 * cutytable(2,cut) = gp_zdisp(ipt_crown)xtable(3,cut) = 3.0 * cutytable(3,cut) = gp_zdisp(ipt_spring)commandsave m1end_commandif cut=5 thencommandsave m1_15end_command end_ifif cut=9 then command save m1_27 end_command end_ifif cut=10 then command save m1_30 end_command end_ifend_loopend@excav return。
某地铁车站深基坑支护方式的FLAC3D模拟分析
某地铁车站深基坑支护方式的FLAC3D模拟分析林春【期刊名称】《湖南文理学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(030)001【摘要】As an example of excavation and supporting of university eastern subway station in Nanning, the combining diaphram wall with interior bracing support in deep pits is numerically simulated. A numerical simulation software named FLAC3Dis used to build a numerical model, in order to analyze contour map of displacement and shear strain increment about soil during different excavation steps. Under the support of inner bracing and diaphram wall, the maximum vertical displacement of foundation pit soil is about 9.5 cm and the uplift grows to the largest value in the central basement but it is smaller when the soil nears the foundation pit wall; the maximum horizontal displacement of foundation pit soil is about 2.0 cm and it appears on the central axis of the long side in the foundation pit; with the increase of excavation depth, scope of the shear strain increment slightly decreases firstly, and then increases significantly. Axial force of interior bracing is proportional to the excavation depth, and within the first interior bracing appeared on the tensile force.%以南宁市大学鲁班路地铁车站基坑开挖支护为背景, 对深基坑地下连续墙内支撑支护结构进行数值模拟分析.运用数值模拟软件 FLAC3D构建数值模型, 分析基坑在不同开挖阶段下的位移、剪应变增量及内支撑轴力等.在地下连续墙内支撑支护下基坑底部最大竖向位移约为9.5 cm, 基坑底部隆起位移量中间大, 两边小; 基坑侧壁最大水平位移为2.0 cm, 出现在基坑长边中轴处; 随着开挖深度的增大, 剪应变增量影响范围呈现先略微减小再增大的趋势; 内支撑轴力大小与基坑开挖深度成正比, 且在第1道内支撑上出现了拉力.【总页数】5页(P70-74)【作者】林春【作者单位】华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心, 福建厦门, 361021【正文语种】中文【中图分类】TU470【相关文献】1.地铁车站深基坑支护体系的数值模拟分析 [J], 张军;郝林林2.某停车场深基坑支护方式的FLAC3D模拟分析 [J], 于丹;郭举兴;庄岩;吕勇3.兰州地铁车站深基坑支护选型分析与数值模拟研究 [J], 朱彦鹏;杨校辉;周勇;冉国良4.某地铁车站基坑工程的FLAC3D数值模拟分析 [J], 曹日跃5.基于FLAC3D的深基坑支护三维数值模拟分析 [J], 程泽海;于振帅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
FLAC3D模拟实例 循环开挖与支护
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
; ———————————————————————-————————————
兰州某地铁站深基坑开挖监测及FLAC3D模拟分析
兰州某地铁站深基坑开挖监测及FLAC3D模拟分析兰州某地铁站深基坑开挖监测及FLAC3D模拟分析随着城市发展的需要,地铁建设逐渐成为现代化城市的标志性工程。
兰州作为一个发展迅速的城市,地铁建设在给市民出行带来便利的同时,也给城市的土木工程带来了一系列的挑战。
特别是地铁站点深基坑开挖过程中的地下水位变化对工程安全性提出了较高要求。
本文将围绕兰州某地铁站深基坑开挖过程中的监测与模拟分析展开论述,基于FLAC3D软件进行模拟分析,以期为后续工程的设计与施工提供参考和指导。
首先,本文将介绍兰州某地铁站深基坑开挖监测的重要性。
地铁站点的深基坑开挖工程涉及到地下水位变化、地层变沉等问题,其安全性是保障工程顺利进行的基础。
通过对开挖深度、土层厚度、地下水位等参数的监测,可以及时发现问题并采取相应的措施,有效避免地下水突破、地面沉降等不良后果的发生。
接着,本文将详细介绍FLAC3D模拟分析在地铁站深基坑开挖过程中的应用。
FLAC3D是一种基于有限差分法的三维数值模拟软件,能够对工程结构的力学行为进行全面模拟和分析。
通过在软件中输入不同的模拟参数,可以对地铁站深基坑开挖过程中的地下水位变化、土体变形等问题进行模拟和分析。
模拟结果能够为工程设计和施工提供科学依据,帮助工程师判断工程的稳定性和安全性。
随后,本文将以兰州某地铁站深基坑开挖工程为例,展示FLAC3D模拟分析的实际应用效果。
首先,我们将采集实际监测数据,包括地下水位、土体变形等参数。
然后,通过FLAC3D软件建立相应的模型,输入监测数据和设计参数,并设定不同的挖掘深度和时间节点。
根据模拟结果,我们可以分析不同挖掘深度和时间节点下土体变形情况的变化趋势和规律。
同时,我们还可以对模拟结果进行灵敏度分析,研究不同参数对工程稳定性的影响,以及采取相应措施的必要性和可行性。
最后,本文将总结兰州某地铁站深基坑开挖监测与FLAC3D模拟分析的研究成果,并对该方法在地铁工程中的应用进行讨论。
某基坑开挖对周边环境影响的FLAC3D数值分析
广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2018年6月第25卷第6期JUN 2018Vol 25No.60引言随着经济建设的发展,地下空间开发越来越多,基坑开挖成为必不可少的步骤之一。
如何保障基坑开挖过程中不影响周边建筑及地下设施,是当前工程建设的难点之一[1]。
如何提前预测和研究出基坑开挖过程中的变形和对周边环境的影响,很多学者对该课题进行相关研究[2-3]。
本文以某基坑工程作为研究对象,利用地勘报告和基坑支护结构设计要求,主要针对基坑周边环境受开挖等诸多因素影响的情况,应用FLAC3D 软件对对基坑开挖全过程进行模拟计算,得出基坑及周边变形特点,为类似工程设计和监测提供分析方法。
1工程概况项目场地位于某人民路北侧,基坑建筑面积为11286m 2,基坑长度为285m ,基坑宽度为39.6m ,基坑开挖深度为10.9m 。
基坑周边环境复杂,分布地下比较密集的地下管线。
项目已于2016年底完工并投入使用。
2场区工程地质概况项目所在地区工程地质条件复杂,根据地质勘察报告,主要分布地层有新近沉积的填土和软土层;第四系全新统粘性土、软土、粉土、砂土;第三系砂砾胶结层;白垩系粉砂岩、砾岩。
3基坑支护方案因场地存在较厚的软土层,对基坑开挖和支护的安全性影响较大。
项目采用先局部放坡减荷,设置钻孔灌注桩为支护桩、基坑侧壁止水采用双排粉喷桩,再设置混凝土内支撑相结合基坑支护方案。
对表层3.1m 地层进行直接放坡减荷作业,设计坡率为1∶1,并立即在坡面设置挂网、锚杆、喷射混凝土支护,再在边坡坡脚修建宽度为7.5m 的平台,便于开挖土方的运输,再在平台边缘设置钻孔灌注桩和止水用粉喷桩,再在基坑中心区开挖,并设置混凝土内支撑,直至垂直开挖7.8m 。
基坑设计图如图1所示。
为了减少内支撑杆件的数量,设计采用角撑、对撑形式。
某基坑开挖对周边环境影响的FLAC3D 数值分析王朝军(中国铁路设计集团有限公司天津300251)摘要:应用FLAC3D 软件对基坑开挖过程进行模拟计算,材料屈服模型采用摩尔-库伦模型,通过pile 单元模拟围护桩、cable单元模拟锚杆,通过计算得出基坑外土体、基坑底部、围护桩的沉降及水平位移的变化特征,主体基坑底部土体发生了回弹,发生了竖直向上的位移,最大值达到28.7cm ;设置了预应力锚杆进行加固的基坑边缘,在开挖过程中产生稍小水平位移,最大值为2.5cm 。
FLAC_3D_在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用
第27卷第3期 岩 土 力 学 V ol.27 No.3 2006年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2006收稿日期:2004-08-16 修改稿收到日期:2004-12-07作者简介:刘继国,男,1976年生,硕士,工程师,主要从事隧道与地下工程方面的设计和研究工作。
E-mail:liujiguogg@文章编号:1000-7598-(2006) 03-0505-04FLAC 3D 在深基坑开挖与支护数值模拟中的应用刘继国1,曾亚武2(1.中交第二公路勘察设计研究院,武汉 430052;2.武汉大学 土木建筑工程学院,武汉 430072)摘 要: 运用FLAC 3D 软件对武汉长江过江隧道江南明挖段深基坑进行了开挖与支护模拟。
计算中采用摩尔-库仑弹塑性模型,基坑围护结构与土体之间的接触面运用接触单元。
通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、基底隆起和墙后土体水平位移,为工程设计与施工提供参考。
关 键 词:FLAC 3D ;接触;基坑开挖与支护 中图分类号:TU 470 文献标识码:AApplication of FLAC 3D to simulation of foundation excavation and supportLIU Ji-guo 1, ZENG Ya-wu 2(1.Second Highway Survey Design and Research Institute, Ministry of Communications, Wuhan 430052, China;2. School of Civil and Architectural Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China)Abstract: The simulation of excavation and support on the deep pit of the Yangtze River in south was carried out using the software FLAC 3D . During the simulation, the Mohr-Coulomb model was used and contact elements were applied on the interfaces between the structure and soil. This simulation offers the settlements of ground uplifts in the bottom of the pit and horizontal displacements of the soil behind the vertical wall in every step.Key words: FLAC 3D ; contact; foundation pit excavation and support1 引 言在高层建筑及其他工程深基坑施工过程中,支护结构与土相互作用,不断调整自身受力与变形,使基坑内外土体保持稳定或失稳状态,这是一个机理复杂的力学过程[1]。
基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用
基于FLAC3D的深基坑支护数值模拟应用随着城市现代化建设脚步的加快,城市人口数量的不断增多,城市建筑开始向更高和更深层次发展。
越来越多的高层建筑,超高层建筑,地铁,地下停车场,地下超市等在城市中建造,伴随而来的是深基坑工程的出现。
基坑研究由来已久,能够因地制宜选择合适合理的基坑支护方案以及施工开挖方式方法等是检验每个工程技术人员技术能力的最高标准。
本文依托呼和浩特市轨道交通1号线地铁博物馆站深基坑工程。
运用有限差分软件FLAC3D对深基坑开挖各阶段进行数值模拟计算,结合现场实际监测数据。
研究分析了地铁深基坑支护结构、支撑轴力、周边地表沉降变形变化特征。
研究发现:该深基坑开挖引起的支护结构地下连续墙变形曲线为“弓形”变形形态,引起的周边地表沉降变形曲线为“漏斗形”变形形态。
数值模拟结果与实际监测数据不同,但总体趋势基本一致,表明深基坑开挖的数值模拟具有一定的预测效果。
结合现场实际监测工作,能够更好的指导施工。
该深基坑支护方案及深基坑开挖方式方法合理可行,对今后该地区类似工程有一定的参考价值。
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:newset log onset logfile yang.loggen zon radcyl p0 0 0 0 p1 9.0 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 8 &size 4 20 6 4 dim 6 5 6 5 rat 1 1 1 1 group 围岩gen zon cshell p0 0 0 0 p1 6.0 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 5.0 &size 4 20 6 4 dim 5.6 4.6 5.6 4.6 rat 1 1 1 1 group 初期支护gen zon cshell p0 0 0 0 p1 5.6 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 4.6 &size 4 20 6 4 dim 5.0 4.0 5.0 4.0 rat 1 1 1 1 group 二次衬砌 fill group 原岩gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 0 -8.0 p2 0 50 0 p3 9.0 0 0 &size 4 20 6 4 dim 3 6 3 6 rat 1 1 1 1 group 围岩2gen zon cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -3.0 p2 0 50 0 p3 6.0 0 0 &size 4 20 6 4 dim 2.6 5.6 2.6 5.6 rat 1 1 1 1 group 仰拱初期支护gen zon cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -2.6 p2 0 50 0 p3 5.6 0 0 &size 4 20 6 4 dim 2 5 2 5 rat 1 1 1 1 group 仰拱二次衬砌 fill group 仰拱原岩gen zone reflect normal -1 0 0gen zone radtun p0 0 0 0 p1 45 0 0 p2 0 50 0 p3 0 0 20 &size 3 20 3 12 dim 9 8 9 8 rat 1 1 1 1.1 group 围岩3gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20gen zon reflect dip 0 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z 0 20gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z 8 20gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 0 9 y 0 50 z -8 -20gen zon reflect dip 90 dd 270 ori 0 0 0 range x 9 45 y 0 50 z -20 20gen zon brick p0 -45 0 -20 p1 -45 0 -40 p2 -45 50 -20 p3 45 0 -20 &size 5 20 6 rat 1.1 1 1 group 围岩4save tun_model.sav;假设围岩岩体符合mohr-coulomb本构模型,给围岩赋参数命令流如下,; mohr-coulomb modelmodel mohrdef derives_mod1=E_mod1/(2.0*(1.0+p_ratio1))b_mod1=E_mod1/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio1))s_mod2=E_mod2/(2.0*(1.0+p_ratio2))b_mod2=E_mod2/(3.0*(1.0-2.0*p_ratio2))endset E_mod1=0.6e9 p_ratio1=0.27 E_mod2=0.8e9 p_ratio2=0.26deriveprop bulk b_mod1 shear s_mod1 cohe 1.8e6 tens 0.8e6 fric 30 range z 4.5 20 prop bulk b_mod2 shear s_mod2 cohe 2.8e6 tens 1.0e6 fric 35 range z -40 4.5 ini dens=2300set grav 0 0 -10; boundary and initial conditionsapply szz -1.4e6 range z 19.9 20.1fix z range z -40.1 -39.1fix x range x -45.1 -44.9fix x range x 44.9 45.1fix y range y 49.9 50.1hist unbalhist gp xdis 6.0,0,0hist gp zdis 0,0,5hist gp xdis 6.0,50,0hist gp zdis 0,50,5plot hist 3solvesave tun_nature.sav;对后面计算而言,模型建立时岩体在开挖前认为位移已经终了,因此需要对位移进行“清零”,而应力可以保留。
基于FLAC3D的商丘市西部新城项目基坑支护数值模拟分析
基于FLAC3D的商丘市西部新城项目基坑支护数值模拟分析发布时间:2021-04-06T10:51:57.970Z 来源:《建筑科技》2021年1月上作者:韩龙飞朱文伟郭耐孟志远姚晓聪张新亮[导读] 为完善对穿锚固支护方式的理论体系,通过相似试验以及数值模拟试验,从对穿锚杆布设方式对支护体的影响分析,发现锚杆布设的方式不同,锚固支护体的最大位移值发生改变,锚杆破断失效的机制也不尽相同。
研究结果推动了锚杆支护体的强化机理探索,进一步完善了对穿锚固支护方式的理论体系。
河南商丘中建建筑第五工程将有限公司河南公司,韩龙飞朱文伟郭耐孟志远姚晓聪张新亮 476000摘要:为完善对穿锚固支护方式的理论体系,通过相似试验以及数值模拟试验,从对穿锚杆布设方式对支护体的影响分析,发现锚杆布设的方式不同,锚固支护体的最大位移值发生改变,锚杆破断失效的机制也不尽相同。
研究结果推动了锚杆支护体的强化机理探索,进一步完善了对穿锚固支护方式的理论体系。
关键词:FLAC3D;基坑;锚索支护中图分类号:TU458+.3 文献标识码:A0引言随着我国基础建设进一步发展,城市规模进一步扩大,越来越多的大型工程出现在人们的视野中,而很多大型工程不可避免的设计到深基坑问题[1]。
尽管深基坑问题已经有很多相关研究,但不同的地质环境会对实际工况造成不同程度的影响。
因此,一款能够通用解决岩土相关问题的软件FLAC3D被人们开发出来并应用到实际工程中。
本文即基于FLAC3D软件对商丘市某工程中的深基坑支护进行数值模拟分析,以指导后续相关的实际工程。
1.工程概况工程区位于河南省商丘市睢阳区,地上由7幢30层高层住宅楼、S1#2层商业楼、垃圾转运站、开关站、公厕及地下车库等组成。
4、6#号楼基坑开挖范围长100m,宽80m,深9米。
工程区域内浅层地下水补给来源主要为大气降水入渗补给,排泄方式主要为蒸发和人工开采。
浅层地下水稳定水位标高45.88~46.77m,埋深2.3m~5.3m,属于潜水,主要赋存于第④层粉土顶部及下部各层粉土、砂层内。
基于FLAC3D的基坑开挖与支护分析
3 . 1 参数选 取 及边界 条件
基 坑计算 边 界 条 件 : x 、 Y方 向外 扩 约 1倍 开 挖 宽 度; 底 部影 响区沿基 坑底 再 向下取 约 1倍 基 坑深 度 , 模 型尺寸 基本可 以消除 边 界效 应 对计 算 结 果 的影 响 。所
拟 建 × ×区指挥 中 心工 程 场地 位 于北 京 × ×区人 民政府 西 侧 。拟 建 建 筑 基 坑 平 面 尺 寸 约 为 6 3 . 0 mx
基坑周边土体变形 。而基坑工程必须 以支护结构安全 和周 围环境 安全 为前提 。 目前 常用 的预 } 贝 4 基 坑 变形 方 法有 经验公式 法 、 安 全系数 法 、 数值 分析法 和反分 析法 、 地层损 失法 、 系统分 析法l _ 1 ] 、 时空 效应法 等 , 理 论方 面经 历 了从 较早 的土压力理 论 和板 桩分析 理论 到二维 、 三维 数值分 析再 到反分析 的发展 阶段 , 其 中反分 析法是 在数 值 分析 方法基 础上提 出的 , 将 数值分 析法 的应 用提 高到 了更高层次[ 2 ] , 由此可见 , 以数值方法是分析基 坑工程 引起土 体变形 的 良好方 法 。
工方案 , 形成信 息化施 工 。
关 键词 : 基坑 ; F I A C 3 D; 数值模拟
中图分类 号 : TU7 5 3 文献标 识码 : B 文章编 号 : 1 。 0 4 —5 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) O 5 一。 0 1 1 —0 4
1 概 述
4 5 . 0 0 m, 基 础埋 深为 一8 . 8 0 m, 属 中型基坑 。
基坑开 挖是 土体卸荷 过程 , 地 应力 的释放必 将 引起
拟建场 地 的地层程 序 自上而下 依次 为 : ①层 杂填 土 ( ) , 层 厚度 2 . 6 ~4 . 7 m。② 层 粘 质 粉 土 ( Q i p 1 ) , 层
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;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;七区(??侧帮 喷层???)
p4 6,20,10.865 p5 2.1,20,12 p6 6,0,11.02 p7 6,20,11.02 &
size 8 20 1 ratio 1 1 1 group n3
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;四区
;part1
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;一区
gen zone radcyl p0 0,0,13.4 p1 6,0,12.41 p2 0,20,13.4 p3 0,0,16.7 &
p4 6,20,12.41 p5 0,20,16.7 p6 6,0,15.13 p7 6,20,15.13 &
p4 15,20,7.36 p5 6,20,11.02 p6 15,0,8.6 p7 15,20,8.6 &
size 12 20 8 ratio 1.05 1 1 group n3
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;十一区
p4 6,20,9.935 p5 1.5,20,12 p6 6,0,10.865 p7 6,20,10.865 &
size 8 20 6 ratio 1 1 1 group n3
gen zone brick p0 1.5,0,12 p1 6,0,10.865 p2 1.5,20,12 p3 2.1,0,12 &
size 1 25 5 ratio 1 1 1 group line
gen zone brick p0 2.0,0,12 p1 2.1,0,12 p2 2.0,20,12 p3 2.0,0,13.4 &
p4 2.1,20,12 p5 2.0,20,13.4 p6 2.1,0,13.4 p7 2.1,20,13.4 &
gen zon cylinder p0 0,0,13.4 p1 0.5,0,13.4 p2 0,20,13.4 p3 0,0,13.9 &
dim 0.5 0.5 0.5 size 1 20 10 group t
gen zon cylinder p0 0,0,13.4 p1 0,0,13.9 p2 0,20,13.4 p3 -0.5,0,13.4 &
dim 0.5 0.5 0.5 size 1 20 10 group t
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 1.5,0,13.4 p2 0,20,13.4 p3 0,0,14.9 &
dim 1 1 1 size 1 20 10 group t
dim 1.5 1.5 1.5 size 1 20 10 group t
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 0,0,15.4 p2 0,20,13.4 p3 -2,0,13.4 &
dim 1.5 1.5 1.5 size 1 20 10 group t
gen zone brick p0 -6,0,12.99 p1 -2.1,0,12 p2 -6,20,12.99 p3 -6,0,14.39 &
p4 -2.1,20,12 p5 -6,20,14.39 p6 -2.1,0,13.4 p7 -2.1,20,13.4 &
p4 2.0,20,12 p5 -2.0,20,13.4 p6 2.0,0,13.4 p7 2.0,20,13.4 &
size 8 20 5 ratio 1 1 1 group t
;;;;;;;;;;;;;;;;源自;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;九区
size 1 20 5 ratio 1 1 1 group line
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;八区
gen zone brick p0 -2.0,0,12 p1 2.0,0,12 p2 -2.0,20,12 p3 -2.0,0,13.4 &
dim 0.5 0.5 0.5 size 1 20 10 group t
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;十区
gen zone brick p0 6,0,9.78 p1 15,0,7.36 p2 6,20,9.78 p3 6,0,11.02 &
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;二区
gen zone brick p0 2.1,0,12 p1 6,0,11.02 p2 2.1,20,12 p3 2.1,0,13.4 &
p4 6,20,11.02 p5 2.1,20,13.4 p6 6,0,12.41 p7 6,20,12.41 &
p8 2.1,0,13.4 p9 0,0,15.5 p10 2.1,20,13.4 p11 0,20,15.5 &
size 4 20 10 8 ratio 1 1 1 1 group n1
gen zone brick p0 6,0,11.02 p1 15,0,8.6 p2 6,20,11.02 p3 6,0,12.41 &
p4 15,20,8.6 p5 6,20,12.41 p6 15,0,10 p7 15,20,10 &
size 12 20 5 ratio 1.05 1 1 group n2
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;十二区
p4 6,20,9.78 p5 -1.5,20,12 p6 6,0,9.935 p7 6,20,9.935 &
size 8 20 1 ratio 1 1 1 group n3
gen zone brick p0 -1.5,0,12 p1 6,0,9.935 p2 -1.5,20,12 p3 1.5,0,12 &
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 0,0,14.9 p2 0,20,13.4 p3 -1.5,0,13.4 &
dim 1 1 1 size 1 20 10 group t
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 2,0,13.4 p2 0,20,13.4 p3 0,0,15.4 &
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 2.1,0,13.4 p2 0,20,13.4 p3 0,0,15.5 &
dim 2.0 2.0 2.0 size 1 20 10 group line
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 0,0,15.5 p2 0,20,13.4 p3 -2.1,0,13.4 &
gen zone brick p0 -2.1,0,12 p1 -2.0,0,12 p2 -2.1,20,12 p3 -2.1,0,13.4 &
p4 -2.0,20,12 p5 -2.1,20,13.4 p6 -2.0,0,13.4 p7 -2.0,20,13.4 &
p4 0,20,16.7 p5 -6,20,14.39 p6 -6,0,18.35 p7 -6,20,18.35 &
p8 0,0,15.5 p9 -2.1,0,13.4 p10 0,20,15.5 p11 -2.1,20,13.4 &
size 4 20 10 8 ratio 1 1 1 1 group n11
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;六区 (??顶 喷层???)
size 8 20 5 ratio 1 1 1 group n14
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;五区
gen zone radcyl p0 0,0,13.4 p1 0,0,16.7 p2 0,20,13.4 p3 -6,0,14.39 &
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 1,0,13.4 p2 0,20,13.4 p3 0,0,14.4 &
dim 0.5 0.5 0.5 size 1 20 10 group t
gen zon cshell p0 0,0,13.4 p1 0,0,14.4 p2 0,20,13.4 p3 -1,0,13.4 &
size 8 20 5 ratio 1 1 1 group n2
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;三区
gen zone brick p0 -2.1,0,12 p1 6,0,9.78 p2 -2.1,20,12 p3 -1.5,0,12 &