FLAC3D对基坑开挖数值模拟分析

的手 段 ， 在基 坑工 程 中得 到 广 泛 的 应 用 。本 文 以某 地 区基 坑 开挖 为背 景 ， 运 用 有 限 差 分 法计 算 模 拟 基 坑 开 挖后 周 围土体 的变 形 和受力 情况 。为 基坑 边 墙 的稳 定 性 分析 及支 护方 式提 供依 据 … 。
② 粉质粘土 ： 黄褐 色、 灰 黑 色， 可 塑 。摇 振 反 应 无， 稍有 光泽 ， 干 强度 中等 ， 韧 性 中等 。该 层分 布连 续 。 地层 的物 理力 学参 数见 表 １ 。
Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ａ ｉ ｎ ３ Ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ的简 写 ， 是 三 维 岩 体 力学 有 限差分 计 算 机 程 序 。 由著 名 的 国 际学 者 Ｐ ｅ —
ｔ ｅ ｒ Ｃ ｕ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ 博 士 开 发 的 面 向 土木 建 筑 、 采 矿、 交通 、 水
（ ２ ）定义 本构 模 型 和 赋 予 材 料参 数 ， 来 限 定 模 型 对 于外 界 扰动做 出的变化 规 律 ；
于基 坑 为轴对 称 图形 ， 因此取基 坑 的 １ ／ ４建立 模 型 。
（ ３ ）定义边界条件 、 初始条件 ， 来定义模型的初始
为了减少边界条件对计算结果的影响 ， 在 ｘ轴上 向基 坑外 取 ３ ０ ｍ， 在 Ｙ轴 上 向基 坑 外侧 取 ３ １ ｍ， 基 坑底 面
阶地 。地下水类型为第四系孔隙潜水。稳定水位埋深
为９ ． ３～１ １ ． ５ ｍ。地 下水位 年变 化幅度 约为 ２ ． ０ ｍ， 该
利、 地质 、 石 油及 环境 工程 的通 用软 件 系统 。可 以对 土 质、 岩 石或 其它 材料 进行 三维 岩土 工程 三 维数 值 分析 。 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ可 以解 决分 步 开挖 、 大 变 形 及 大应 变 、 非 线 性 和非 稳定 系统 等有 限元难 以实现 的诸 多 复杂 的 工程 问
状态。 ２ 基坑开挖模型 的建立及 结果分析
２ ． １ 工程概 况
工程 区位 于辽 宁 省 抚 顺 市 ， 地上为 ２ ４层住 宅楼 ，
地下 为 ２层 停 车 场 。基 坑 开 挖 范 围 为 长 ４ ０ ｍ， 宽 １ ８ ｍ， 深８ ｍ。区内地 形平坦 ， 地 貌 单元 属 于 浑河 冲积
表 １ 物 理 力 学 参 数 表
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ｎｉ ａ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ
１ Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ程序建模步骤
Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ通过 建立 数值 模 型 求 解各 种 工 程 地 质 问 题 ］ 。要 建 立 一 个 可 以 用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ来 模 拟 的计 算 模
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３—０ ５— ２ ９；改 回 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ５— ３ ０
型， 首先 要 做 以下三 步工作 ： （ １ ）建立模 型 的有 限差 分 网格 ， 来 定 义 所 要模 拟 的几何 空 问 ；
２ ． ２ 基坑计 算模 型 的建 立及结 果分析
模 型根据 具体 实 际地 形 建立 ， 坐标 系 以基 坑 长 边
方 向为 ｘ 轴 ， 短 边方 向为 Ｙ轴 ， 深 度 方 向为 ｚ轴 。 由
移为 ４ ７ ． ３ ５ Ｃ Ｉ Ｒ ，位 移变形的影响范 围沿基坑边缘向 外约 ６ ． ０ ｍ。通过对位 移 变形 矢量 图及 剪应 变增 量 矢量 图分析 ，可知基坑边墙 可能产 生滑动破坏 的现 象。
关 键 词 ：Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ；基 坑 ； 应 力 ；位 移 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｖ ５ ５ １ ． ４ ２ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ １ —１ ２ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ５ ３ ５— ０ ３
题 。因此 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ迅 速成 为基坑 工程 研究 的一 个有 效
地下 水主要 以大气 降水 为补给 来源 。
根据现场钻探所揭露地层表明， 构成工程 区地层为 ：
① 填 土： 由粘 性 土 和 少 量 砖 块 、 碎 石等组成 ， 松
散 。该层 分 布不 连 续 。层 厚 ０ ． ３—０ ． ６ ｍ。对 基 坑 稳 定 影 响较小 。
第２ ７卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
资 源环 境 与 工程
Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｅｎｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎｔ＆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
Ｖ０ｌ ｌ ２ ７． Ｎｏ ． ４ Ａｕｇ ． ， ２０１ ３
Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ对 基 坑 开 挖 数 值 模 拟 分 析
０ 引言
随 着 中国经 济 的快 速发 展 ， 城 市 的规 模 不 断扩 大 ， 地 下工 程尤 其基 坑 工 程 越来 越 多 ， 但 是在 基 坑 开 挖 的 稳 定性 及变 形特 征上 ， 并没 有 直接 的手 段分 析 ， 往 往需
要 大量 工 程 实 践 的 总 结 。 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ是 Ｆ ａ ｓ ｔ Ｌ ａ ｇ ｒ ａ ｎ ｇ ｉ ａ ｎ
季 聪 ，田作 印，刘录君 ，张大龙 ，郑 以宝
（ 中水东北勘察设计研究有限责任公 司， 吉林 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 ，主 要 通 过 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ软 件 对 某基 坑 在 自重作 用达 到初 始化 平 衡 状 态 时 ，基 坑 竖 向最 大应 力 为 ７ ３ ８ ． ２ ７ ｋ Ｐ ａ ， 竖 向 最 大位 移 为 ４ ２ ． １ ８ ｅ ｍ，总 位