FLAC3D在库岸斜坡稳定性分析中的应用
利用Flac3D进行库区消落带边坡稳定性研究
科学技术创新2020.35利用Flac3D 进行库区消落带边坡稳定性研究李望成冉益铭(重庆科技学院建筑工程学院，重庆401331)三峡库区建成以来，每年冬天蓄水发电期和夏季防洪期的水位分别为175米和145米，30米的水位差形成了消落带，消落带边坡每年都会经历一次干湿循环，长期发展下去，会对消落带边坡稳定性造成一定的影响，消落带边坡岩质多为砂岩，砂岩在经过一定次数的干湿循环后，对其基本物理力学性质造成一定的影响，抗劈裂强度、内摩擦角和粘聚力等影响边坡稳定性的参数会随着干湿循环次数的增加而降低[1]，从而影响到边坡安全系数，造成边坡失稳的情况发生。
长江三峡大坝建成后，水库蓄水及库岸的二次改造会对长江沿岸岸坡造成深刻的影响，包括崩塌和坍塌、滑动和滑移、蠕移、沉降或沉陷、碎石流与泥石流及洪冲垮塌等[2];随着库区水位升降变化，滑坡体安全系数随着岩体干湿循环的次数呈指数降低，最终造成边坡失稳[3]；前4次干湿循环作用将造成抗剪强度参数劣化幅度占总劣化度的75%左右，在4次之后劣化幅度将趋于平缓；[4]；随着干湿循环次数增加，坡体下滑力与抗滑力的平衡被打破而造成坡体失稳，而后又恢复平衡状态，坡体间的平衡状态会随着干湿作用的次数增加而更加容易被打破，造成边坡稳定性安全系数降低[5]。
1Flac3D 的原理与步骤Flac3D 是美国ITASCA 公司开发的仿真模拟软件，利用源于流体力学的拉格朗日差分法，研究在规定时间内的位移与应力的变化[6]，Flac3D 把模型划分为由多个六面体网格组成，网格数量根据需求来设置，更多的网格会造成更久的计算时间，但可以更精确的得到计算结果；Flac3D 动力学分析基于显式有限差分方案，使用从周围区域的实际密度（而不是用于静态解决方案的虚拟质量）导出集总网格点来求解完整的运动方程。
FLAC3D 采用完全非线性分析方法，加入了“滞后阻尼”的因子对动荷载产生的非线性材料累积变形具有很好的还原能力，动荷载分为Fish 函数和Table 数表两种类型，前者是在面施加荷载，后者是在点上施加荷载。
利用FLAC3D分析某边坡地震稳定性
利用FLAC3D分析某边坡地震稳定性一、本文概述随着全球气候变化和人为活动的加剧，地震等自然灾害对人类社会和自然环境的影响日益显著。
边坡作为地壳表面的一种常见地貌形态，其稳定性对于防止地质灾害、保护人民生命财产安全具有重要意义。
FLAC3D作为一款广泛应用于岩土工程领域的数值模拟软件，其强大的三维有限差分计算能力使得它成为分析边坡地震稳定性的重要工具。
本文旨在利用FLAC3D软件，针对某一具体边坡进行地震稳定性分析，探讨其在不同地震动作用下的响应特征，以期为边坡工程的设计、施工和维护提供理论支持和决策依据。
本文首先将对FLAC3D软件的基本原理和计算方法进行简要介绍，阐述其在边坡稳定性分析中的适用性。
接着，结合某一具体边坡的实际情况，建立相应的数值模型，并设定不同等级的地震动作为输入条件。
通过数值模拟，分析边坡在地震作用下的变形、应力分布以及破坏模式，探究边坡的稳定性变化规律。
本文还将讨论不同影响因素，如边坡几何形态、材料性质、地震动强度等对边坡稳定性的影响，以期全面评估边坡的地震稳定性。
通过本文的研究，旨在深入了解FLAC3D在边坡地震稳定性分析中的应用，为边坡工程的安全设计和有效管理提供科学依据。
也为类似工程问题的研究提供参考和借鉴。
二、FLAC3D软件介绍FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）是一款由Itasca公司开发的专门用于模拟岩土工程问题的三维显式有限差分程序。
该程序基于拉格朗日描述，能够模拟岩土体在复杂应力路径下的变形和流动行为。
由于其强大的计算能力和灵活的建模方式，FLAC3D在岩土工程领域得到了广泛的应用。
FLAC3D的核心优势在于其能够模拟岩土体的弹塑性行为、大变形、流动和破坏过程。
程序内置了多种本构模型，如Mohr-Coulomb 模型、Drucker-Prager模型等，这些模型能够准确描述岩土体的应力-应变关系。
FLAC3D技术在边坡稳定性分析上的应用
图 ３ 边 坡 开 挖 后 系统 不 平 衡 力 演 化 过 程 曲线
２ ３ 边坡 开挖 后 的稳 定性 分析 ．
为 了深入 了解工程 边坡开挖完成后 ， 坡体应力 应变分布规律
２ ２ 天 然状 态下 的边坡稳 定 分析 ．
这 里进 行天然状态分析 目的在于 ， 确定模 型边界条件下 边坡 及发展状况 ， 在进行开 挖模 拟前 ， 首先 将整 个 系统各个 方 向的位
第３ ６卷 第 ２ ６期
２ ０ １０ 年 ９ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ ＴＥ（ ｒ 了 Ｉ ＲＥ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ． ６ １３ ２
Ｓ ｐ ２ １ ｅ． ００
・９ ・ ７
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０２ —０ ７０ １０ 。８ ５ ２ １ ）６０ ９ —２
向， 以垂 直 澜 沧 江 方 向 为 ｙ 轴 ， 向指 向 山 内 ， 正 以铅 直 向 上 方 向
为 ｚ轴正方 向。模 型 范 围 长 ６ ０ Ｉ（ ｘ 轴 ） 宽 ６ ０Ｉ （ ｙ ４ Ｉ沿 Ｔ ， ４ Ｉ沿 Ｔ 轴 ）高从海拔高度 ５０ｍ 到 地面 。模 型 的形 态和 结构 主要参 照 ， ０ 地形 图、 工程地质 平剖 面 以及 平 切 图， 型共 划分 ３ ３９ ０个 单 模 ５ ４
２ ＦＡ ３ Ｌ Ｃ Ｄ数值 模拟
３ ２
１ ５ ０ ９ ８ ７ ６ ４ ３ ２
图 １ 天 然 状 态 下剖 面 最 大 主 应 力
２ １ 计 算模 型 的建立 与参数 取值 ．
溢洪消能区边 坡 三维 模 型 以顺 澜 沧江 方 向下 游 为 ｘ 轴 正
８ ３ ３ ６０ ０ １ ５ ６
FLAC3D在边坡稳定性分析中的应用
FLAC3D在边坡稳定性分析中的应用
李旭东
【期刊名称】《中国水运（下半月）》
【年(卷),期】2008(008)004
【摘要】FLAC3D是一种基于三维显式有限差分法的快速拉格朗日数值分析方法,它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为.在边坡计算时采用莫尔库伦模型,根据强度折减法确定安全系数.本文采用FLAC-3D的fish语言,编制了基于D-P模型和折减系数法的程序,模拟了边坡在逐步折减后的应力应变情况,通过收敛性判据和突变性判据进行安全系数和滑移面的寻找.最后得出的结果为1.06,与莫尔库伦模型的算例基本一致.
【总页数】3页(P77-79)
【作者】李旭东
【作者单位】河海大学,水利水电工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】TU457
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极限平衡法与FLAC3D在库岸边坡稳定性分析的对比研究
极限平衡法与FLAC3D在库岸边坡稳定性分析的对比研究摘要:运用传统极限平衡法与FLAC强度折减法,对比研究了在不同的库水位、不同的库水位下降速率、以及超空隙水压力对公路库水岸边坡的稳定性影响，得到了在不同的库水位、不同的库水位下降速率、以及超空隙水压力下边坡安全系数的变化情况，以及采用传统计算方法和FLAC3D有限差分法计算边坡安全系数的差别。
关键词:边坡, FLAC3D,安全系数, 极限平衡法,稳定性0引言拟建公路位于云贵高原南缘，哀劳山南段红河峡谷地段。
水库位于公路K5+100~ K15+445m段, 水库正常蓄水位255m高程, 公路所在的边坡由三层组成，第一层为粘土砾质，第二层为低液限粘土,第三层为强风化砂岩，总厚度25m~ 213m, 出露岩土体类型为松散岩类，低液限粘土碎屑岩类。
其中K10断面地处滑坡，公路所在高程为283m, 有泉水渗出, 流量为0. 5L/s~ 1.5L/ s, 秋冬季节泉水干枯。
本文基于有限差分软件FLAC3D,利用强度折减有限元法研究不同的库水位、不同的库水位变化速率以及超空隙水压力对边坡安全系数的影响,为实际工程中库水岸边坡的防护提供了一定的实际指导。
1 模型的建立根据工程实际情况，选取公路桩号为K10的一最不利断面，横断面方向长度50m建立模型。
规定沿高程增加方向为Z 轴正向，规定沿边坡坡内方向为y 轴正向，垂直ZY 面的向外方向为x轴正向。
模型大小为在x 轴方向取50 m，Z 轴方向大约取210m，y方向大约取450m。
第一层粘土砾质厚度9m，第二层低液限粘土厚度为8m。
通过有限元软件划分网格导入FALC3D进行数值模拟分析，模型如图1。
图1.K10断面FLAC3D模型2 参数的选取根据工程实例，结合地勘资料，地层主要分为三层，即上表面的粘土砾质，中间为低液限粘土，下面的基岩为强分化砂岩，在FLAC3D 计算中，岩体采用的是摩尔－库仑（Mohr-Coulomb）弹塑性材料模型，数值分析中岩石的力学参数包括体积模量（K）、剪切模量（G）；因此根据高等土力学提供的弹性力学公式换算求得：其中：E为弹性模量、μ 为泊松比。
FLAC3D在建筑边坡稳定性分析中的应用
FLAC3D在建筑边坡稳定性分析中的应用周斌;张超;邵迟;张云飞【摘要】基于有限差分法的FLAC3D软件并以刘屋山后山边坡为例,建立边坡三维数值模型;采用Mohr-Coulomb准则同时结合抗剪强度折减理论,进行了边坡稳定性分析,模拟边坡应力状态,找出边坡失稳的机理与破坏形态,分析边坡失稳的主要影响因素,求出边坡的安全系数.研究结果与极限平衡法得到的结果基本一致,这表明采用基于有限差分法的FLAC3D软件进行边坡安全系数求解是合理可行的.将数值模拟结果与现场实地考察结果相结合,提出了合理有效的边坡加固措施.【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2018(032)002【总页数】6页(P13-18)【关键词】FLAC3D软件;边坡稳定性;安全系数;数值分析【作者】周斌;张超;邵迟;张云飞【作者单位】湖南工业大学土木工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学土木工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学土木工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学土木工程学院,湖南株洲 412007【正文语种】中文【中图分类】TU4320 引言随着我国经济的持续、快速发展，城市建设和相应的基础设施建设也得到了快速发展。
然而，在工程建设过程中，由于不同的工程需求，不可避免地需要进行开挖、破坏或扰动原有边坡的岩体或土体，从而形成新的边坡。
这在一定程度上破坏了原有的地质环境，为崩塌、滑坡等地质灾害的发生留下了隐患。
滑坡是危害程度仅次于地震、洪水的地质灾害，一旦发生滑坡将会造成巨大的财产损失和人员伤亡。
因此，正确分析评价边坡的稳定性和选择合理可靠的处置措施非常重要[1-2]。
对边坡进行稳定性分析，可以清楚地了解边坡是否处于稳定状态，或者在边坡开挖的过程中，岩土体所产生的岩土压力是否会影响边坡的整体稳定性。
这不仅关系到边坡支护方案的选择，同时也为支护结构的设计提供科学的依据。
目前，边坡稳定性分析主要采用极限平衡分析和数值分析2类方法。
FLAC~(3D)在滑坡稳定性分析及整治工程中的应用
Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｎ ｓｉ ｅ ｓａ ｉ ｔ ；ｒ ｓｄ ａ ｌ ｉ ｇ ｆｒ ｅ ｎ ｉｓｉｅ ｐ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｄ ｌ ｔ ｂｌ ｙ ｅ ｉｕ ｓｉ ｎ ｏ ｃ ；ａ ｔ ｌ ｉ ｄ ｉ ｌ ｄ — ｄ ｅ；ｎ ｍｅ ｃ ａ ｃ ａｉ ｎ ｕ ｒａｃ ｕ ｔ ｉｌ ｌ ｌ ｏ
ｏ ｉ ｇｅ ｒ Ｗ ｐ ｌ ｓ ｉ ｐ ｔｆｒ ｒ ｆｓｎ ｌ Ｏ ｉ ｓ ｕ ｏ ｗａｄ， ａｔｒ ｑ ａ ｔ ａｉ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｏ ｆｔ ｅ ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｆ ａｕ ｅ ｆ ｌｎ ｓｉ ｅ ａ ｒ —ｎ ｏ ｔ ｅ ｆ ｕ ｎｉ ｔ ｏ ａ ｓ ｎ ｏ ｈ ｅ ｏｍａｉ ｅ ｔｒ ｓ ｏ ａ ｄ ｌ ｐ ｅ ａ ｄ ｐ ｓ ｅ ｔ ｖ ｉ ｏ ｄ ｔ ｓｒ ｎ ｈ ｎｎ ｅ ｏ ｓａ ｄ ｆｒ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｏ ｔ—ｌ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅｔ ｒ ｕ ｈ ｎ ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔ ｎ，ｉ ｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｅｎ ｏ ｃｎ ｔ ｇ ｅ ｉ ｇ ｐ ｒ ｄ ｎ ｏ ｃ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆ ｉｓ ｄ ｔ ｔｒ ｏ ｇ ｕ ｒｃ ｓｍｕ ａｉ ｅｔ ｉ ｉ ｎ ａ ｉ ｕ ｈ ｌ ｏ ｔ ｈ ｗｓｔ ａ ｅ ｒ ｉｆ ｒｉ ｇ ｔ
ｆ ｃ ｎ ｅ ｄｆ ｒｎ ｃｎ ｉｏｓ ｓｃ ｃｌ ｅ ，Ｓ ｉｃｎｇｉｅｔｅ ｅｉ ｆａ ｄｌ ｅ ｏｔ ｌ ｒ ｅｔ ｈ ｅｔ ａｍ ｎ ｓｈｍ ｏ ｅｕ ｄｒ ｉｅｅｔ ｏｄｔｎ ａ ｕａ ｄ Ｏ ｔ ａ ｕｄ ｓ ｎｏｌｎ ｓｄ ｎｒ ｏ ｃ，Ｔ ｅｔ ｅｔ ｃｅ ｅ ｒ ｉ ｉ ｌ ｔ ｈｄ ｇ ｉ ｃ ｏｐ ｊ ｒ
近年来 随着计 算机 技 术 的 迅 速发 展 ， 用 数 值模 拟 利 计 算方 法研 究 岩 土 体 变形 破 坏 机 制 成 为 重 要 研 究 方 向 ， 值模 拟方 法 具有 成 本 低 、 度 快 、 活性 大 数 速 灵
FLAC3D在边坡稳定分析中的应用
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
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。
基于FLAC3D的边坡稳定性分析与数值模拟
基于FLAC3D的边坡稳定性分析与数值模拟一、简介边坡稳定性分析在工程领域中有着重要的作用。
它涉及到建筑、交通、水利、矿山等各个领域。
对于一个边坡的稳定性分析，既可以通过经验式来求解，也可以使用数值模拟的方法来模拟。
不过经验式的只提供了一种极为近似的方法，它的不精确性会极大影响到工程的稳定性，因此本文将着重讨论与介绍基于FLAC3D的边坡稳定数值模拟。
二、FLAC3D介绍FLAC3D是三维有限差分数值模拟软件，它可以对不同地质结构进行分析，用于工程设计和施工中的不同步骤。
它不同于其他软件在于它的第一原则是保证“力学流变关系与物质本质无关”，也就是说它考虑了岩土材料的物性力学关系，基本上可以表示材料弹性、塑性和损伤行为。
三、FLAC3D边坡稳定性分析建模1.模型建立边坡建模过程中，首先需要进行数据输入。
包括边坡的空间坐标、地层的力学特性、边坡各部分的理论参数以及模拟的初始状态等。
其次，建立边坡的三维模型，并将其导入FLAC3D中，进行有限差分离散化有限元分析。
2.力学特征参数建立模型后，需要输入材料特性参数。
边坡材料类型、岩石力学特性参数、孔隙度等参数必须输入，以及整个模拟的潜在地震活动参数，还需要进行弹性模量、泊松比、拟合合金数量等参数的选取和计算。
3.模拟结果有限差分离散化分析后，在FLAC3D的图形用户界面上显示出边坡的应力、应变、位移、位移梯度、杆升沉和过程时间等参数。
这些参数可以分别被检测和评估，对于模拟结果的评估相当重要。
四、FLAC3D数值模拟的优势与不足1.优势一方面，FLAC3D基于真实岩体力学模型，同时考虑了地震影响对边坡稳定性的影响，模拟结果更加真实可靠。
另一方面，FLAC3D模拟具有可重复、精确、精细的特点，它捕捉到了许多实际难以测量或难以理解的复杂现象。
2.不足FLAC3D模拟过程需要输入大量的实验数据，并且计算量也比较大，所以对计算机的要求较高，模拟过程的时间和稳定性需要保持充分的考虑。
FLAC 3D在库岸斜坡稳定性分析中的应用
平衡状态或接近极限平衡状态的库岸边坡往往发 不能简单 的评价浮托 力对 边坡稳定性 的利 弊， 而 生 失稳 破坏． 水位 上 升 时 ， 边坡 浸 水 部分 的土体 由 应根 据具 体 的工程 地 质 条 件 和岩 土体 的力 学 参数
于浸 泡作 用 导 致抗 剪 强 度 下 降 ， 而可 能 诱 发 边 进行 综合 评 判 ． 从 坡 失稳 ； 水位 下降 时 ， 方 面 坡 底 的浮 托 力 减 小 ， 一
度 降低．
ｂ 浮 托 力 ． 没 于 库 水 中 的岩 土体 受 到水 的 ． 浸 水库库岸滑坡除具有一般 山地 滑坡 的基 本特征 浮 托作 用 ， 托 力 的 大 小 等 于 水 下 计 算 岩 土体 的 浮 外， 其特 殊 性 在 于水 库 蓄水 使 滑坡 所 赋存 的地 质 体 积 和 水 重 度 的 乘 积 ： ｙ ． ｗ 由于 浮 托 力 减 小 了 环境发 生变 化．自然 边 坡经 过 长 期 的地 质作 用 ， 在 滑 体 的有 效 重 量 ， 托 力 对 边 坡 稳 定 性 有 两方 面 浮 自然营 力 的作用 下 ， 大 多数 已经趋 于 稳定 ， 在 的影 响 ： 方 面 ， 降低 了 滑 面 的 阻 滑力 ， 绝 但 一 它 给边 坡 水 库 蓄 水运 行 后 ， 由于 水 文 地 质 条 件 发 生 了很 大 的稳 定性 带 来 了不 利 影 响 ； 一方 面 ， 另 滑体 重 量 的 的改变 ， 其岩 土 物理 性 质 出现 恶 化 ， 原 处 于极 限 减小 ， 使 使其下滑力减小 ， 有助于边坡的稳定 ， 因而 ，
物 ；． ｃ 滑坡 体 高 速 滑 入 水 库 ， 成 巨 大 的涌 浪 ， 造 直
１ ， 水 位 变 化 对 库 岸 边 坡 安 全 系 数 库
FLAC3D在滑坡稳定性分析评价中的应用
FLAC3D在滑坡稳定性分析评价中的应用FLAC3D是目前广泛应用于地质与土木工程领域的有限元数值分析软件之一。
在滑坡稳定性分析评价中，FLAC3D可以帮助工程师们更全面、准确地评估滑坡的稳定性。
下面我们将详细介绍FLAC3D在滑坡稳定性分析评价中的应用。
首先，FLAC3D可以模拟地下岩土层的变形及破坏过程，从而模拟滑坡的形成和发展过程。
FLAC3D采用块体离散法，通过将地下岩土划分为多个离散的块体，进而实现整个体系的破坏过程计算和控制。
这种方法可以有效地模拟不同岩土层的不同本构特性和力学行为，从而得出不同状态下的应力、应变和位移的分布和变化。
例如，可以对不同地质结构下的岩土体力学特性进行分析，得出岩土体的承载能力和变形能力等重要参数。
其次，FLAC3D可以进行统一的滑坡稳定性分析和评价，为工程师提供全面的结论。
FLAC3D可以利用强大的稳定性分析方法，如普通拟静力分析、动力分析、弹塑性分析和蠕变分析，从而得出一个综合而准确的结论。
这些算法可以帮助工程师更好地了解岩土体动态变化和互相影响的影响因素，给出一些预测结果和规划建议。
例如，可以计算在斜坡不同位置和不同加载条件下的安全系数和最不利的滑坡面，从而为滑坡稳定性评估和风险预测提供了准确、全面的基础数据。
最后，FLAC3D可以有效地对滑坡发展过程中各种参数进行优化，提高工程质量和安全性。
FLAC3D可以模拟岩土层在滑动过程中的应力变化、变形、裂缝发展等重要特性，同时还可以计算施工过程中引起的影响因素。
这些结果可以帮助工程师优化方案，以最小的成本和最大的效益来维护工程质量和安全性。
例如，工程师可以分析当前状态下滑坡面的位置、大小、坡度等因素，针对不同的地质条件和环境要求，选择相应的加固措施和材料，提高工程质量和安全性。
综上所述，FLAC3D在滑坡稳定性分析评价中具有非常重要的应用价值。
FLAC3D采用块体离散法、强大的稳定性分析方法和多种优化技术，可以帮助工程师全面而准确地分析不同地质条件下的滑坡稳定性，为工程规划和实施提供可靠的依据。
FLAC 3D在场地斜坡变形中的应用研究
无
征，本次计算在斜坡天然应力的条件下，对斜坡岩体在
拉应力情况出现，
堆积体区域由于容重低，
孔隙多，
应力值
自重作用下的位移、位移速率以及塑性变形区进行了
较低，
最大主应力方向在斜坡内部基本与岩土体重力方向
清零，在此基础上进行开挖。由于开挖施工过程工序
一致，
在靠近斜坡地表部位调整为与坡面近似于平行。
未知，且施工时间较短，模型中根据现在的地形采用一
地质建模主要有两种方法，第一是以堆砌法为主，第二
是以块体切割为主。而在通用的数值模拟软件中，3dσ和 FLAC 3D 都是根据此类思维来建模的。大量工程
经验的试验测试证明，FLAC 3D 在水文地质、工程地
质、环境地质的领域范围具有良好的模拟效果。
3
模型的建立
模型南北方向长 925m，东西方向长 2100m，范围
场地所在区域呈后陡前缓的地形，靠后侧斜坡山
图1
场地斜坡项目示意图
脊 走 向 70° 左 右 ，坡 度 平 均 36° ，高 程 分 布 为 1034~
1205m，越靠近坡顶，坡度越陡，后侧斜坡中上部坡度
的。以前各个研究单位通常采用经验类比和弹塑性分
40°~44°，山脊线另一侧坡度较缓，一般坡度在 20°左
12
2021 年第 6 期
西部探矿工程
FLAC 3D 在场地斜坡变形中的应用研究
张 新*
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引言：地震是指地球内部发生的震动现象，是地球与外部环境相互作用的结果。
地震会对土体结构产生一系列的破坏和变形，从而对工程结构的稳定性产生重要影响。
在一些重要的水库边坡工程中，地震作用是必须考虑的因素，因为地震可能导致边坡的滑动、变形和破坏，进而引发洪水、泥石流等次生灾害。
一、地震引起的边坡稳定性问题：由于边坡通常由土体组成，随着地震的发生，震波会作用于土体内部，导致剪切和位移的发生。
这些变形和破坏将导致边坡的失稳。
地震引起的边坡稳定性问题主要表现在以下几个方面：1.动力荷载：地震产生的地动荷载是边坡稳定性分析的主要荷载。
地动荷载是由于地震产生的震波作用于边坡土体而引起的。
2.土体破坏：地震会导致土体内部的剪切破坏。
边坡的土体可能因地震而发生失稳，导致滑坡、崩塌等深层破坏。
3.地基液化：一些地震强度较大的地区，地震引起的地基液化现象会严重影响边坡的稳定性。
土体的液化将导致边坡失去支撑能力。
二、FLAC3D模拟地震作用下的边坡稳定性：FLAC3D是一个三维数值分析程序，用于模拟地下结构和土体的行为。
它基于有限差分法和剪切塑性理论，可以模拟边坡的变形和破坏情况。
1.地震波输入：在FLAC3D中，可以通过定义地震波作为输入，来模拟地震引起的地动荷载。
通过合理选择地震波参数，如PGA（峰值加速度）、PGV（峰值速度）等，可以对边坡进行有限差分模拟分析。
2.材料参数：在FLAC3D中，可以设置土体的材料参数，如弹性模量、剪切模量、摩擦角等，来模拟地震引起的土体破坏。
这些材料参数是根据实际场地勘察和试验得出的，可以根据实际情况进行调整。
3.边界条件：在FLAC3D中，可以设置相应的边界条件，如边坡顶部、底部和侧面的约束条件，来模拟边坡在地震作用下的变形和破坏。
通过合理设置边界条件，可以模拟边坡在地震作用下的变形和破坏情况。
三、案例分析：以水库边坡为例，进行地震作用下的边坡稳定性分析。
FLAC3D在边坡稳定性分析中的应用
FLAC3D在边坡稳定性分析中的应用刘文进【摘要】本文利用FLAC软件对边坡进行模拟,通过有限元分析和后处理可很快找出滑裂面,将安全系数直接求出,另外可以考虑边坡渐进破坏过程和变形对稳定的影响.在模拟计算过程中采用FISH语言对FLAC3D强度折减法进行二次开发,从而提高计算速度.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)021【总页数】2页(P18-19)【关键词】边坡稳定性;FLAC3D;数值模拟【作者】刘文进【作者单位】华北有色工程勘察院有限公司,河北石家庄050021【正文语种】中文【中图分类】P642.2FLAC3D实施强度折减时，计算速度较慢，因此，采用FISH语言对FLAC3D强度折减法进行二次开发，使用户能够自定义折减系数的上下限以及计算精度，从而提高计算速度[1]。
强度折减法就是通过不断的调整土体的强度指标C、φ,见下式：然后通过有限元对边坡进行分析，计算至临界破坏，此时系数Ftrial即是安全系数。
通过此种方法能很快找出滑裂面，并将安全系数直接求出，同时可以考虑了边坡渐进破坏过程和变形对稳定性的影响[2]。
1 FLAC3D在某边坡稳定性计算中的应用1.1 工程概况某边坡为土质边坡，坡高度为12米，坡面倾角75°，计算工况为：工况一：自重；工况二：自重+强降雨。
该边坡岩土体力学参数见下表：表1 岩土层代号1.2 边坡模型建立取坡脚到左侧边界距离为20m,坡顶到右侧边界距离为65m，坡脚向下边界延伸一个坡高距离20m，边界条件为下部固定，左右两侧水平约束，上部为自由边界。
1.3 计算结果FLAC3D计算边坡稳定性结果见图1～4：图1 塑性区显示区域(工况一）图2 剪应变增量云图（工况一）计算所得工况一条件下边坡滑动安全系数为1.091，处于基本稳定状态，理正软件计算工况一条件下边坡滑动安全系数为1.007，两者结果相近。
图3 塑性区显示区域(工况二)图4 剪应变增量云图（工况二）计算所得在工况二条件下边坡滑动安全系数为0.991，边坡处于不稳定状态，理正软件计算工况一条件下边坡滑动安全系数为0.975，两者结论一致[3]。
基于FLAC3D的边坡稳定性及抗滑桩加固处理分析
基于FLAC3D的边坡稳定性及抗滑桩加固处理分析作者：***来源：《西部交通科技》2020年第03期摘要：滑坡作為常见的地质灾害之一，严重影响着人们的生命和财产安全，研究边坡的安全状态和加固方法至关重要。
文章以某山区斜坡地带边坡为例，采用数值模拟方法，对该边坡在天然状态和暴雨工况下的边坡稳定性进行分析，并采用抗滑桩进行加固处理，分析了改变抗滑桩桩长和桩间距时桩顶水平、竖向位移和边坡安全系数的变化规律。
结果表明：天然状态下边坡存在类似圆弧的潜在滑移面，边坡处于亚稳定状态;暴雨工况下最大位移值是天然状态时的3.3倍，边坡的安全系数为1.05，易发生滑坡，应进行相关加护设计;增加抗滑桩桩长可以有效地减小桩顶水平位移，而对桩顶竖向位移基本无影响，此时边坡安全系数随桩长的增加而增大，但改变幅度较小;随着抗滑桩桩间距的减小，桩顶水平和竖向位移不断减小，适当减小桩间距可以有效增大边坡安全系数。
关键词：天然边坡;稳定性;抗滑桩;位移0 引言滑坡作为常见的地质灾害之一，严重影响着人们的生命和财产安全，研究天然边坡的安全状态和加固方法至关重要。
在我国西部一些山区，由于公路及铁路的建设，很多邻近道路的天然边坡需要进行安全评估及加固处理。
再者，这些地区在夏季很容易出现暴雨等极端工况，使得边坡的安全状况堪忧。
基于此，国内一些学者进行了相关研究，如吴平等人[1]结合某山斜坡治理工程，采用FLAC3D软件对该斜坡采用锚杆抗滑桩加固后的稳定性进行分析，结果表明边坡加固方案可行;陈乐求等人[2]采用计算机语言编制边坡在抗滑桩加固情况下的稳定性程序，并用FLAC3D的计算结果进行对比，通过抗滑桩支护参数对边坡稳定性的影响进行分析;徐翔、俞刚、楼金其等人[3-5]利用FLAC软件对抗滑桩加固滑坡进行数值模拟分析，并分析了滑坡支护前后的位移场、应力场和塑性区分布;黄云浩、王大伟等人[6-7]采用Plaxis有限元软件，利用局部强度折减法对某岩质边坡的抗滑桩加固处理进行数值模拟分析等。
flac3d在某古滑坡稳定性分析中的应用
flac3d在某古滑坡稳定性分析中的应用本文详细讨论了flac3d在某古滑坡稳定性分析中的应用情况。
首先，本文介绍了flac3d的基本原理及其在滑坡力学分析中的应用，探讨了古滑坡的现状以及稳定性分析的重要性。
然后，本文介绍了在某古滑坡稳定性分析中，使用flac3d所采用的模型，以及分析过程中所用到的参数，以及模拟结果的分析和对比。
最后，本文就分析结果对实际工程中滑坡稳定性状况的指导意义进行简要评价，以及flac3d在滑坡稳定性分析中的应用前景做出展望。
【Introduction】随着社会的发展，各类滑坡成为当今社会的一种危害。
为保护人民的财产和生命安全，滑坡稳定性分析受到越来越多的重视。
近年来，随着计算机技术的发展突飞猛进，计算中可以模拟地表重力形态物理过程，数值模拟技术得到了快速发展，并得到广泛的应用。
Flac3d是一种强大的三维有限元分析程序，它可以将地表重力形态物理过程进行数值模拟，在滑坡稳定性分析中得到了广泛的应用。
本文的内容是利用flac3d对某古滑坡进行稳定性分析，得出其滑坡稳定性的结论，以及flac3d在滑坡稳定性分析中的应用前景。
第一部分介绍了flac3d的基本原理及其在滑坡力学分析中的应用，探讨了古滑坡的现状以及稳定性分析的重要性。
第二部分介绍了在某古滑坡稳定性分析中，使用flac3d所采用的模型，以及分析过程中所用到的参数，以及模拟结果的分析和对比。
第三部分就分析结果对实际工程中滑坡稳定性状况的指导意义进行简要评价，以及flac3d在滑坡稳定性分析中的应用前景做出展望。
【FLAC3D及其在滑坡力学分析中的应用】Flac3d是一种三维有限元分析程序，它可以轻松地解决流体-固体耦合的复杂物理过程。
它能够模拟复杂的地表重力形态。
Flac3d可以更准确地描述滑坡和地面变形的发展趋势，并提出其稳定性的建议。
Flac3d是一个具有强大功能的有限元计算程序，它能够模拟的沉降、地面变形和滑坡等许多地质过程，在滑坡稳定性分析中，可以实现滑坡与地面变形的相互作用和全面考虑滑坡稳定性因素，分析任意复杂外力和滑坡地质条件下滑坡稳定性。
FLAC_3D_在岩质边坡稳定性分析中的应用
F LAC3D在岩质边坡稳定性分析中的应用张玉灯(三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室 湖北宜昌 443002)摘 要 介绍了F LAC3D的基本原理和使用步骤。
根据AD I N A建立的某工程边坡三维模型,采用JAVA语言编写了AD I N A-FLAC3D的接口程序,实现FLAC3D快速建模,并用FLAC3D分析了边坡的稳定性。
经计算,开挖后,安全系数有所降低,但整体上趋于稳定。
与AD I N A的计算结果对比表明:两种软件在计算上取得了较为一致的结果,用于分析时可互为补充。
关键词 边坡稳定性 岩质边坡 FLAC3D AD I N A 结果对比1 引言FLAC3D特别适合解决非线性问题和大变形问题[1],[2],它在边坡的稳定性数值模拟分析中越来越得到重视。
同时AD I N A由于具有强大的非线性运算能力和多种适合于岩土的材料模型,在岩土工程中早就得到广泛应用,这两种软件各自具有不同的优点,因此两者的联合运用,将有利于扩大解决问题的领域和效率。
2 基本原理及使用步骤FLAC3D基本原理是拉格朗日差分法[2]。
有限差分法可在每一步重新生成有限差分方程。
不需构造总刚度矩阵,对大变形模式每次循环都更新坐标,将位移增量累计到坐标系中。
因此,网格与其所代表的材料都发生移动和变形。
而对于欧拉方程,材料运动及其变形都是相对于固定的网格的,这种更新坐标的方法,就是“拉格朗日方法”。
拉格朗日法是一种利用拖带坐标系分析大变形问题的数值方法,并利用差分格式按时步积分求解,随着构形的不断变化,不断更新坐标,允许介质有较大的变形[1]。
对于某一结点而言,在每一时刻它受到来自其周围区域合力的影响。
如合力不等于零,结点就具有失稳力而产生运动。
假定结点上集中有连接该结点的质量,在失稳力作用下,结点就产生加速度,进而可在一个时步中求得速度和位移的增量。
对于每一个区域而言,可根据其周围结点的运动速度求得它的应变率,根据材料的本构关系求得应力的增量。
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。
用FLAC_3D分析边坡的稳定性
文章编号:100926825(2008)2220018202用FLAC 23D 分析边坡的稳定性收稿日期:2008203218作者简介:陈勇河(19782),男,长沙理工大学桥梁结构学院工程硕士研究生,工程师,福建省交通建设监理咨询公司,福建福州 350001周德泉(19672),男,中南大学在站博士后,硕士生导师,教授,长沙理工大学桥梁结构学院,湖南长沙 410076陈勇河 周德泉摘 要:利用FLAC 23D 软件对天然边坡不同步开挖的变形进行数值模拟,根据模拟所得的计算结果,得出了滑坡体在天然状态下不同开挖步的变形特征,为判断水库溢洪道边坡的稳定性评价提供了必要的理论依据。
关键词:FLAC 23D ,数值模拟,边坡稳定性中图分类号:TU413.62文献标识码:A0 引言一水库工程库容1.042亿m 3,水库溢洪道边坡研究区位于四川盆地东南部青藏高原与长江中下游平原的过渡地带,属构造侵蚀中山区,地形陡峻,山高坡陡,河谷深切成“U ”形谷,溢洪道边坡位于桃溪河右岸小黑滩,该段河道顺直流向340°。
研究区处于温泉井背斜北西翼,平楼山向斜南东翼,地层产状总体上为N70°～85°E/NW ∠20°～40°,局部受构造影响岩层发生弯曲变形,地层产状有所变化。
该区构造活动强烈,小断层发育。
坝址区岩性具有软硬相间的特征。
溢洪道边坡目前已开挖6级,形成7个平台,高程分别为429m ,438.8m ,453.8m ,468.8m ,488m ,494m ,514m ,有两条公路通往边坡,分别为上坝公路和494马道公路。
根据坡面走向变化,将边坡分为3个区,Ⅰ区(N16°W/N E ),Ⅱ区(N51°W/N E ),Ⅲ区(弧形区域)。
由于该地区地质条件复杂,如此大的滑坡体,在水库蓄水后,一旦失稳下滑将产生巨大破坏,有可能直接威胁坝体的安全,因此分析滑坡的稳定性,对于指导设计具有重要意义。
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摘要：水库库岸滑坡是水利水电工程中常出现的重大工程地质问题之一，库岸滑坡集普遍性、危害性和特殊
性于一体，深入研究其诱发机理及变形破坏特征，对评价滑坡的稳定性以及制定经济有效处理措施具有重大
意义．本文针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏的特点，分析了库水诱发滑坡的破坏机制，并运用数
值模拟方法对某库岸边坡工程进行分析，验证了所得结论：边坡岩土体因饱水软化作用，其滑动面的力学参数
４结语
由于水的润滑作用，土颗粒间的摩阻系数及 胶结能力降低，使边坡潜在滑动面抗剪参数降低， 进而降低了坡体的抗滑力．当水库运行时，库水位 的反复升降使坡体内出现循环的渗流作用，地下 水渗流对坡体产生溶滤作用，使潜在滑动面的抗 剪强度降低．库水对边坡岩土体产生浮托力．而浮 托力对边坡稳定性的影响是两方面的，在进行工 程治理设计时，应根据具体的工程地质条件和岩 土体的力学参数进行综合评判．对库岸边坡，应重 点分析库水位陡变后边坡的稳定性，采取积极有 效的措施，如防冲刷、反滤及疏导等，尽可能降低 地下水对边坡稳定性带来的消极影响ｎ］．
第２期
熊征，等：ＦＬＡＣ３０在库岸斜坡稳定性分析中的应用
至４９０ ｍ水位后应力分布规律基本不变．
图２最大主应力等值线 Ｆｉｇ．２ Ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｔｏｕｒ ｂ．斜坡变形破坏特征．从Ｘ方向位移等值线 图（图３、４）可以看出，天然状态下，斜坡变形以水 平向为主，但量值较小，仅为３．３ ｃｍ，主要分布在 滑坡后缘陡缓交接部位，坡体内局部出现反向运 动，表明滑体在运动过程中发生旋转．而蓄水后，
ＦＬＡＣ３ Ｄ（Ｖ２．Ｏ）． ＦＬＡＣ３Ｄ采用三维显式有限差分法的数值分
析方法，它可以模拟岩土或其他材料的三维力学 行为．该方法将计算区域划分为若干单元，每个单 元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性 本构关系，如果单元应力使得材料屈服或产生塑 性流动，则单元网格可以随着材料的变形而变形， 这就是所谓的拉格朗日算法，这种算法非常适合 于模拟大变形问题．
３工程实例分析
３．１工程条件 工程区位于某山区库岸，两岸陡峻，有基岩裸
露．根据工程实际，在计算过程中主要考虑滑体自 重、降雨、水库蓄水以及库水变动等因素．根据地 质调查，现场钻探坑探、物探、原位测试及室内岩 土实验成果，坡体钻探范围内的第四系覆盖层为 阶地卵石、砂壤土、残积土，其下为基岩，下覆岩体 上部节万理方裂数隙据比较发育，下部岩体相对完整，但岩
参考文献：
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影响［Ｊ］．岩土力学，２００４，２５（１）：６９—７２．
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其应用ＥＪ］．红水河，１９９７，１６（２）：２１—２４．
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ｓｌｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｃａｎａｄｉａｎ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９８３，２０
（４）：６６１—６７２．
ｂ．浮托力．浸没于库水中的岩土体受到水的 浮托作用，浮托力的大小等于水下计算岩土体的 体积和水重度的乘积：ｙｗ‰．由于浮托力减小了 滑体的有效重量，浮托力对边坡稳定性有两方面 的影响：一方面，它降低了滑面的阻滑力，给边坡 的稳定性带来了不利影响；另一方面，滑体重量的 减小，使其下滑力减小，有助于边坡的稳定，因而， 不能简单的评价浮托力对边坡稳定性的利弊，而 应根据具体的工程地质条件和岩土体的力学参数 进行综合评判．
体下部的侵入体力学性质较差．滑面大部分位于 基岩与覆盖层之间，滑带土主要为粉质粘土夹碎 石．根据所提供的土工实验成果及岩土试验结果， 经综合分析，确定蓄水前边坡岩土体的力学参数 如表１所示．
表１ ＦＬＡＣ３０计算所用岩体物理力学参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｍｅｃｈａｎｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｍａｓｓ ｆｏｒ ＦＬＡＣ３０
第２９卷
＝＝
ＸＩＯＮＧ Ｚｈｅｎ９１，ＬＩ Ｘｉａｎ—ｆｕｌ，ＹＡＮＧ Ｌｉ—ｗｅｉ２ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４ Ｃｈｉｎａ；
～☆～ ２·Ｇｕａｎｇｘｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ ＩｎｄｕｓｔｒＹ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００２３ Ｃｈｉｎａ）
库岸滑坡的原因是多方面的，首先是库岸自 身的岩土性质及地质构造条件，这是库岸失稳的 内在因素．外力作用是影响库岸稳定性的外在因 素，其中地下水是库岸发生滑坡的主要诱发因素． 水库库岸滑坡除具有一般山地滑坡的基本特征 外，其特殊性在于水库蓄水使滑坡所赋存的地质 环境发生变化．自然边坡经过长期的地质作用，在 自然营力的作用下，绝大多数已经趋于稳定，但在 水库蓄水运行后，由于水文地质条件发生了很大 的改变，其岩土物理性质出现恶化，使原处于极限 平衡状态或接近极限平衡状态的库岸边坡往往发 生失稳破坏．水位上升时，边坡浸水部分的土体由 于浸泡作用导致抗剪强度下降，从而可能诱发边 坡失稳；水位下降时，一方面坡底的浮托力减小，
第２９卷第２期 ２００７年０３月
武汉工程大学学报 Ｊ． Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．
Ｖ０１．２９ Ｎｏ．２ Ｍａｒ． ２００７
文章编号：１００４—４７３６（２００７）０３—００２７—０４
ＦＬＡＣ３Ｄ在库岸斜坡稳定性分析中的应用
熊 征１，李先福１，杨利伟２
（１．武汉工程大学环境与城市建设学院，湖北武汉４３００７４； ２．广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁５３００２３）
图１计算模型 Ｆｉｇ．１ Ｇｒｉｄ ｍｏｄｅｌ 经分析知在水库蓄水后，边坡潜在滑动面抗
剪参数降低，通过反演分析计算成果及类比其它 工程经验，滑面抗剪强度取值为：Ｃａ一２０ ｋＰａ，
绚一２８。；Ｃ８—１５ ｋＰａ，佩一２５。． ３．２计算结果
Ｉｔｌ．斜坡应力场特征．研究区为一斜坡地形，自 重应力在斜坡应力场演化过程中起主导作用．斜 坡应力受坡形影响发生明显分异（见图２），即在 坡面附近主应力迹线发生明显偏转，最大主应力 平行于坡面，最小主应力显著降低，斜坡后缘，最 大为９．６ ｋＰａ．斜坡后缘陡缓交接部位出现应力集 中，最大主应力为７．０ ＭＰａ，蓄水后应力集中程度 增大．随着深度的增加，坡形对应力场的影响减 小，而表现出自重应力场的特征．研究表明，蓄水
斜坡水平位移急剧增大，最大值达到１８ ｃｍ，增大 近５倍，最大位移分布区出现在滑坡前缘，表明该 滑坡在天然状态下后缘为稳定性较差的部位，但 蓄 水后失稳部位由滑坡后缘向前缘转移．
图３天然状态下剖面Ｘ方向位移等值线 Ｆｉｇ．３ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｌｉｎｅ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｎ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｘ
边坡的稳定性主要受岩体中结构面、夹层中 填充物的物理力学参数控制，而ＦＬＡＣ３Ｄ可模拟复 杂的岩土工程或力学问题，用户可根据实际情况 采用某一种模型，也可在计算范围内定义若干子 区域，不同材料赋予不同参数值，而且可以用滑 动面来模拟断层和节理以在模型中加入节理、软 弱结构面等地质构造，以模拟复杂的地质条件口］．
［５］黄润秋，许强．显式拉格朗ｌｅｔ差分分析在岩石边坡
Байду номын сангаас
工程中的应用［Ｊ］．岩石力学与工程学报，１９９５，１４
（４）：３４６—３５４．
—兰Ｌ一．
武汉工程大学学报
————————————————————————————————————————————————————————一一
Ａｎａｌ ｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌ ｏｐｅ ｓｔａｂｉｌ ｉｔｙ ａｔ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｂａｎｋ ｗｉｔｈ ＦＬＡＣ３Ｄ
图４蓄水后剖面ｘ方向位移等值线 Ｆｉｇ．４ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｌｉｎｅ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｎ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｘ
ａｆｔｅｒ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒｉｎｇ
万方数据
通过上述分析可知：自重应力在斜坡应力场 演化过程中起主导作用，斜坡应力受坡形影响发 生明显分异，即在坡面附近主应力迹线发生明显 偏转，最大主应力平行于坡面，斜坡后缘较陡部位 出现拉应力，蓄水后，斜坡应力量值略有变化，但 总体分布规律基本不变；斜坡变形以水平向为主， 蓄水后对斜坡稳定性的影响明显，造成位移值急 剧增大，失稳部位转移至滑坡前沿，由此可见，水 库蓄水对该剖面稳定性的影响很大．
２ ＦＬＡＣ３Ｄ的计算理论及特点
斜坡稳定性计算的常用方法包括二维和三维 极限平衡方法与有限元、离散元、ＦＬＡＣ等数值方 法．其中有限元分析边坡稳定性的方法应用广泛， 它解决了极限平衡分析法不能分析边坡应力和应 变的问题．
连续介质快速拉格朗日差分法（Ｆａｓｔ Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕａ，简写ＦＬＡＣ）足 一种在岩土工程中广泛使用的新型数值分析方 法．美国Ｉｔａｓｃａｓ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ．Ｉｎｃ．将此方法 应用于岩土体的工程力学计算中，于１９８６年开发 出应用软件，更是从二维平面分析拓展到三维空 间分析，成为处理功能强大的新一代软件——
ｃ．渗透力．除了因陡降部分岩土体由于浮托
收稿日期；２００６一０８—３０
万作方者简 数介据：熊征（１９８２一），女，湖北宜昌人，硕士研究生．研究方向：地质灾害和边坡稳定．