FLAC3D3.0在某隧道工程开挖支护中的应用

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1、FLAC3D3.0在某隧道工程开挖支护中的应用发布:2008-10-0514:46

2、作者:xigangren

3、来源:东南西北人社区FLAC3D3.0在某隧道工程开挖支护中的应用phonixsFLAC3D计算优势  FLAC3D(FastLagrangianAnalysisofContinuain3Dimensions)是由美国ItascaConsultingGroupInc开发的三维显式有限差分法程序，该程序采用“混合离散化”(mixeddiscretization)技术，更为精确和有效地模拟计算材料的塑性破坏和塑性流动。它全部使用动力运动方程，较好地模拟系统的力学不平衡到平衡的

4、全过程。目前该软件在国内、外已被广泛应用于工程地质、岩土力学以及构造地质学和成矿学等研究领域。FLAC3D包含了10种弹塑性材料本构模型，其中包括1个空洞模型，3个弹性模型及6个塑性模型。同时它还包含静力（StaticAnalysis）、动力（DynamicAnalysis）、蠕变（CreepMaterialModel）、渗流（Fluid-mechanicalInteraction）及热力学（ThermalOption）5种计算模式，各种模式间可以相互“耦合”，以模拟各种复杂的工程力学行为。FLAC3D可以模拟多种结构形式，如岩体、土体或其他材料实体，梁（Beam）、锚元（Cab

5、le）、桩（Pile）、壳（Shell）以及人工结构如支护、衬砌、锚索、岩栓、土工织物、摩擦桩、板桩等。另外，FLAC3D设有界面单元（Interfaces），可以模拟节理、断层或虚拟的物理边界等[2]。FLAC3D软件已成为工程技术人员较为理想的三维计算分析工具。FLAC3D计算缺点：由于没有一个类似autocad程序简洁可视化的建模操作程序，相比2d-σ、3d-σ、Ansys等数值模拟软件，用FLAC3D直接建立模型比较困难，一般情况下要么开发一个flac建模的前处理程序，要么从Ansys中建模，然后将节点和单元信息导出，根据flac建模的命令流格式将这些节点和单元信息改写。

6、这里所要介绍的是利用flac建模的几种基本模块，来建立一个公路隧道的模型。某隧道建立的三维FLAC有限元计算模型如下。有限元计算结果是否符合实际以及可信度的大小取决于地质原型的正确抽象，为保证计算的可靠性，本模型的边界范围取为隧道有效高（宽）度的4倍，采用固定边界条件，底部采用固定约束，上部施加等效荷载，两端边界处沿X方向固定约束。表1工程场地内地质体物理力学计算参数材料名  强风化钠长石英片岩  中风化钠长石英片岩弹性模量（Gpa）  0.6  0.8泊松比(μ)  0.27  0.26密度（Kg/m3）  2300  2300剪切强度（MPa）  0.4  1.0内摩擦角（°

7、）  30  35内聚力强度（MPa）  1.8  2.6抗拉强度（MPa）  0.8  1.0另外由于中文在flac中被认为是字符，不同的中文组合，被认为是不同的字符组合，因此可以在命令流中加入中文，隧道建模命令流入下：setlogonsetlogfileyang.loggenzonradcylp0000p19.000p20500p3008&size42064dim6565rat1111group围岩genzoncshellp0000p16.000p20500p3005.0&size42064dim5.64.65.64.6rat1111group初期支护genzoncshell

8、p0000p15.600p20500p3004.6&size42064dim5.04.05.04.0rat1111group二次衬砌fillgroup原岩genzonradcylp0000p100-8.0p20500p39.000size42064dim3636rat1111group围岩2genzoncshellp0000p100-3.0p20500p36.000size42064dim2.65.62.65.6rat1111group仰拱初期支护genzoncshellp0000p100-2.6p20500p35.600size42064dim2525rat1111group仰

9、拱二次衬砌fillgroup仰拱原岩genzonereflectnormal-100genzoneradtunp0000p14500p20500p30020size320312dim9898rat1111.1group围岩3genzonreflectdip0ori000rangex09y050z820genzonreflectdip0ori000rangex945y050z020genzonreflectdip90dd270ori000rangex09y050z820genzon