FLAC模拟隧道开挖

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：set 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 20prop bulk b_mod2 shear s_mod2 cohe 2.8e6 tens 1.0e6 fric 35 range z -40 4.5ini 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的高速公路隧道两种开挖方式稳定性分析采用数值计算对高速公路隧道施工过程进行分析，得到了施工过程中围岩的变形和支护结构的受力状态。

结果表明，随着开挖的推进，中隔墙上部以及洞侧壁处围压变形和应力较为集中，易产生相关地质灾害。

所以，在相关工程施工过程中应该对以上部位进行高质量的支护防灾。

对于底部在中墙位置隆起较为严重，所以应该加强此处的加固措施，条件允许是可开挖较深施做浅基础。

标签：隧道；围岩；数值计算1 概述近年来，随着经济建设及基础设施的快速发展，我国对于高速公路的需求越为强烈。

为更好的选线施工，减少施工期间地质灾害的威胁，方便施工以及满足交通需求，必须开山造路或者凿洞通路，这也就面临隧道开挖相关复杂地质问题。

目前，山岭隧道越来越多，比如川兰铁路的山岭隧道占到了线路总长的一半，而山岭隧道所遇到的围岩复杂多变，构造运动影响强烈，隧道断面的跨度也越来越大，所以不同的断面形式在一定方面适应复杂地区隧道的开挖。

随着开挖期间的多期次开挖扰动使得岩体强度明显减弱，岩体破碎严重，其自身稳定性明显降低，同时也造成后期施工难度加大，软弱夹层地带更为明显，易产生类型及机制较为复杂的地质灾害。

本文在基于FLAC数值软件的计算下，主要对Ⅵ级围岩下的大跨度隧道在不同的开挖方式下其对应围岩稳定性进行对比分析研究。

2 计算方案2.1 计算模型某隧道长约270m，围岩为Ⅴ、Ⅵ级，开挖跨径最大为37.0m，埋深最大为75m。

研究区地貌主要为侵蚀山地和剥蚀山地，地层岩性主要为人工填土、碎石、粉砂泥质岩和泥岩组成，隧道入口所出露岩性为残破积亚粘土夹碎石。

整个隧道橫穿山岭地带，且隧道入口比较陡峭，坡度角约为50°，隧道出口较入口比较缓，坡角约30°。

以隧道入口所出露岩性为研究对象，运用FLAC3D软件建立三维地质及结构模型（见图1）。

由于数值模型的建立必然会受到边界效应的影响，所以在所建模型之时，将模型埋深取为48.5m，隧道左右内壁距模型边缘均为50m，沿隧道垂直走向方向长度为120m，隧道内壁顶部距底部边界为40m，沿隧道走向方向长度为10m。

目录1 工程概况 (2)2 模拟要求 (2)2.1 工况要求 (2)2.2 成果要求 (2)3 工况1(abaqus) (2)3.1 数值模拟介绍 (2)3.2 模拟分析 (3)3.2.1 模型建立 (3)3.2.2 材料赋予 (3)3.2.3 分析步设置 (4)3.2.4 建立相互作用 (5)3.2.5 施加荷载和边界条件 (5)3.2.5.2 施加荷载 (6)3.2.6 网格划分 (7)3.2.7 模型求解 (8)4 工况二(abaqus) (13)4.1 位移分析 (13)4.2 应力分析 (14)4.3 两种工况塑性区分析 (15)5 Flac3D-6.0 模拟分析(工况一) (16)5.1 Flac3d 简介 (16)5.2 建模 (16)5.3 位移分析 (17)5.4 应力分析 (18)6 总结与感想 (19)附件(flac3d 命令代码) (20)参考文献............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

1 工程概况某建设工程，地下岩石隧道洞顶位于地表面下9m，洞跨16m，洞的直墙高6m，洞拱为圆弧，拱矢高6m。

据工程勘察报告，场地围岩等级为IV级。

隧道上方偏离洞中轴线6.50m 的地面拟建一建筑物（40层），建筑物荷载简化为均匀分布于15m范围内，每层荷载考虑为20kPa，直接作用于地表。

2 模拟要求2.1 工况要求工况一：先有地面建筑，后修隧道。

模拟可以参考以下步骤进行：第一步：模拟初始地应力场、位移场；第二步：修建地面建筑，施加建筑物荷载；第三步：模拟开挖地下隧道（可全断面开挖，也可分部开挖），也可考虑衬砌支护（厚30cm 的C30混凝土衬砌）。

工况二：先有隧道，后修地面建筑。

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FLAC 3D模拟不同倾角断层下隧道围岩稳定性分析摘要：本研究以狮子洋隧道为例，采用FLAC 3D软件模拟四个不同倾角的断层，探讨各倾角断层下隧道开挖前后围岩应力和应变变化。

结果显示，断层破碎带的初始地应力分布不均匀，尤其在破碎带处波动明显。

当开挖至破碎带，围岩应力降低迅速，隧道变形增大。

同时，断层倾角减小时，隧道开挖影响范围扩大，破碎带隧道位移更大更集中，围岩应力分布更不均匀。

主要表现为围岩应力在断层处下降幅度加大，隧道应力集中区域应力更密集更高。

关键词：有限差分法；数值模拟；断层落差Stability analysis of tunnel surrounding rock under different drop faults based on FLAC 3D simulationZhang YangTian1Abstract: This study takes the Shiziyang Tunnel as an example and uses the FLAC 3D software to simulate four different dip angles of faults, exploring the changes in stress and strain of surrounding rock before and after tunnel excavation under each dip angle fault. The results show that the initial stress distribution of the faulted zone is uneven, especially with significant fluctuations in the fractured zone. When excavating to the fractured zone, the surrounding rock stress decreases rapidly, and tunnel deformation increases. At the same time, when the fault dip angle decreases, the range of tunnel excavation influence expands, and the displacement of the fractured zone tunnel is larger and more concentrated, and the stressdistribution of surrounding rock is more uneven. This is mainly manifested by the greater decrease in rock stress at the faultlocation and a more concentrated and higher stress region in the tunnel's stress concentration area.Keywords: finite difference method; Numerical simulation; Fault drop随着中国的加速发展，基础设施的建设也成为中国迫切需要解决的问题，其中地质隧道和地下工程的复杂性成为中国隧道工程发展中遇到的最大问题。

FLAC在隧道开挖建造过程数值仿真模拟作者：袁轶超来源：《价值工程》2013年第12期摘要：本文结合具体的一项工程，运用三维快速拉格朗日差分分析计算软件FLAC-3D建立一个隧道的计算模型，采用Mohr-Coulomb Elastic-Plastic Model，对隧道的开挖建造过程进行数值仿真模拟计算研究，从而可以得到隧道建造开挖不同过程的应力、变形位移等规律，以此给予一个较好的模拟过程，通过研究结果为隧道设计以及之后的施工给予一定的参考意义和依据，使得工程建设更加安全、经济、合理。

Abstract： Combined with a practical engineering project， the article applies the FLAC-3D software which is about Fast Lagrangian Analysis of Continua to build up a model of a tunnel. The model applies the Mohr-Coulomb Elastic-Plastic Model to have a numerical simulation study about the construction of the tunnel， by means of which we can get some results of stresses and displacements. Based on the results， we can have a good simulation process and give some reference and bases， which made the practical projects more safe， economical and reasonable.关键词： FLAC；隧道；数值仿真模拟Key words： FLAC；tunnel；numerical simulation中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0076-020 引言随着科学以及经济的告诉发展，使得城市建设越来越快，越来越多的地方需要开挖隧道，用于民用或者工业。

1工程概况研究此段为中条山隧道K9+45旷K10+560段，此处隧道最大埋深约540 m, 主要由太古界涑水群表壳岩组合解州片麻岩（Hgn）地层组成，构成中条山隧道分水岭北侧的主体；此段组成隧道的围岩岩性主要为变粒岩、花岗片麻岩等。

该套地层岩性复杂，组合无规律。

岩层产状整体倾向南东，倾角一般在50。

〜700间变化。

在AK9+900-AK10+000段为区域性断层影响段，此断层为破碎岩石组成，将为基岩裂隙水下渗提供通道，隧道开挖必将引起涌水，同时此段围岩稍差，施工时易引起坍塌。

此段同时也是中条山北侧泉水主要涌出段，水文情况复杂。

总体评价，本段工程地质条件差。

在此处，具体运用FLAC D进行模拟的区段均取洞身YK10+10〜YK10+180段。

该区段为V级围岩区域，埋深为505〜512 m，为断层，附近太古界涑水群花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、岩石破碎。

隧道断面为SVc型，如图2-2所示。

图2-2 SVc型隧道断面图隧道衬砌按新奥法原理设计，采用SVC型复合式衬砌，该衬砌适用于隧道洞身V级断层影响带及软弱破碎围岩段的初期支护及衬砌，超前支护各环采用42x 4 mm注浆小导管超前预加固围岩，长m，环向间距35 cm，搭接长度m，斜插角10〜15 ,每环37根；初衬以喷、锚、网为主要支护手段：钢拱架为 120a型钢，纵向间距75 cm ,每榀钢拱架之间采用© 22钢筋连接，环形间距 m ;锚 杆采用D25中空注浆锚杆，长 m ,间距75 cm （纵）X 100 cm （环）,与钢拱架 交错布置；喷C25早强混凝土 26 cm 。

二次衬砌和仰拱均为C30钢筋混凝土结构， 厚 50 cm 。

数值计算模型根据中条山隧道工程的实际状况，为提高计算速度，在保证计算精度的前提 下，取桩号YK10+10C 〜YK10+160段采用大型有限差分软件FLAC D 进行建模分析＜对于全断面法、预留核心土法、台阶法，由于整个隧道模型左右对称，为减x 、y 、z 各方向的长度分别为60 m 、60 m 和140 m 。

收稿日期：2019-12-03作者简介：包昊（1995-），男，硕士研究生，主要研究方向为隧道可靠度通信作者：方超（1990-），男，工程师，硕士，主要研究方向为岩土不确定性以及地下工程设计基于FLAC3D 隧道开挖的关键命令流包昊1，周旭辉1，葛彬1，方超2（1.河海大学土木与交通学院，南京210024； 2.安徽省综合交通研究股份有限公司，合肥230000）摘要：利用FLAC3D 软件开展数值模拟分析隧道工程中遇到的问题，以上海软黏土盾构为例，建立隧道开挖的有限差分模型，使用壳单元生成衬砌，锚索单元生成锚杆，用该方法得到的隧道模型与现实隧道更加贴切.运算结果表明：用该隧道模型诱发的地表沉降能用Peck 公式进行较好的拟合，基本符合高斯分布，可以有效地模拟隧道开挖引起的地表变形规律.关键词：FLAC3D ；隧道开挖；弹塑性求解；应力释放方法中图分类号：TK 730.2；Q 357.5文献标识码：ACommand Flow Analysis of Tunnel Excavation Based on FLAC3DBAO Hao 1，ZHOU Xuhui 1，GE Bin 1，FANG Chao 2（1.College of Civil and Transportation Engineering ，Hohai University ，Nanjing 210024，China ；2.Anhui Comprehensive Transportation Research Institute Co.Ltd.，Hefei 230000，China ）Abstract ：The numerical simulation of FLAC3D was used to analyze the tunnel engineering problems.Taking Shanghai soft clay shield as an example ，the finite difference model of tunnel excavation was established.The shell element was used to generate the lining ，and the cable element was used to generate the anchor rod.The tunnel model obtained by this method is more suitable to the real tunnel.The calculation results show that the ground settlement induced by the tunnel model can be well fitted by the Peck formula ，which basically conforms to the Gaussiandistribution and can effectively simulate the ground deformation law caused by tunnel excavation.Key words ：FLAC3D ；excavation of tunnel ；elastic and plastic method ；method of stress releasing随着城市化进程的不断加快，地表空间已经不能够满足人们的需求，地下空间的探索已然成为主流.盾构隧道施工技术是人们对于地下空间探索的最主要的方法之一.随着工程项目的增多，各地地形的复杂不一，因此隧道的开挖也遇到各种各样的问题，如何较为准确的预测隧道开挖过程中风险，成为国内外学者们尤为关注的问题.数值模拟分析成为如今分析隧道工程相关问题的重要方式之一.随着科技的发展，众多商业软件被开发出来用于模拟实际工程问题，与其他软件相较而言，FLAC3D 软件在用于隧道工程的模拟时具有多方面的优势［1］.首先，隧道开挖时，不同场地的物理力学参数不同，导致不同场地的本构模型之间具有差异，FLAC3D 软件内嵌多种本构模型，可以针对不同的场地进行合理的选择；第二，与实体（group ）单元不同的是，该软件本身拥有较多的结构单元用于模拟现实中的衬砌、锚索、梁等，在方便使用者的同时提高了模拟的准确性；第三，该软件为满足更多使用者的要求，其内置的FISH 语言使得参数的赋值以及数据的提取更加人性化.众所周知，隧道开挖的问题已经得到了广泛的分析［2-8］，而FISH 语言则是建模中必不可少的部分.第38卷第2期河南科学2020年2月本文简要介绍了隧道开挖模拟中关键部分的程序命令流，建立有限差分隧道模型，进行一次隧道开挖对地表位移影响的模拟运算，将结果与Peck ［9］经验公式拟合对比，证明其有效性.1关键命令1.1生成初始地应力场在采矿工程或者岩土工程领域中，必然存在着初始地应力场，它对于土体变形分析的影响不容小觑.传统初始地应力场的生成采用弹性求解法，而后再改换成塑性求解，忽略了土体的实际性质.而采用弹塑性求解法与前述方法相比可产生屈服的区域，相较而言，该方法初始地应力场的生成比前者更为合理.用简单例子更简易地表达弹塑性求解法的过程：newgen zone brick size 999model mohr ；采用摩尔库伦模型prop young …pois …fric …coh 3e10；将凝聚力设置为较大值fix xyz …；固定边界ini dens …set grav …；设置参数solve prop …coh 13e3；重新设置凝聚力solve需要要注意的是此简单例子只为说明生成初始地应力场的过程和方法，将其更为简明地展示出来，由于模型较为简单，故在自重作用之下并没有产生屈服区域，实际情形需要由使用者自己建立适用的模型进行观察分析.1.2应力释放应力释放法实际上就是应力的反向施加.张传庆等［10］分析了应力释放在隧道工程中的相关问题；程红战等［11-12］在将应力释放系数设为0.1的基础上建立隧道模型，分析了土体弹性模量的相关距离和变异系数对地表变形的影响；方超等［13］将围岩密度、弹性模量、内摩擦角视为三维正态随机场，研究围岩的相关距离对可靠度的影响，其中应力释放系数为0.30.应力释放方法的原理［14］是当土体开挖以后，在开挖边缘的单元节点上会失去原有的支持力，进行第一步计算（step 1）.此计算是为了获取其不平衡力P 0，将这些不平衡力以某一比例（应力释放系数a ）反向施加在原有的节点之上，紧接着添加shell 单元进行最后求解.应力释放后不能进行一次求解计算，必须添加衬砌后两者同时求解，否则隧道先变形后添加衬砌，其隧道掌子面变形量与衬砌变形量不相等，从而脱离实际.应力释系数的确定与当地的水文地质、开挖施工方法等都有一定关系，需综合分析确定.具体命令流为：def rel；定义FISH 语言coef=1.0-a c_x=41c_z=35--288引用格式：包昊，周旭辉，葛彬，等.基于FLAC3D隧道开挖的关键命令流［J］.河南科学，2020，38（2）：287-291.d=6.2；输入隧道中心点坐标以及隧道直径drelax1=gp_headloop while relax1#nullxa=gp_xpos（relax1）ya=gp_ypos（relax1）za=gp_zpos（relax1）dis=sqrt（（c_x-xa）^2+（c_z-za）^2）if dis<（d/2.+0.01）thenif dis>（d/2.-0.01）then；原理为隧道开挖掌子面距离隧道中心的距离等于半径，用该方法［15］来确定需要进行应力释放的节点xpow=-gp_xfunbal（relax1）*coefypow=-gp_yfunbal（relax1）*coefzpow=-gp_zfunbal（relax1）*coefkid=gp_id（relax1）commandapply xforce@xpow range id@kidapply yforce@ypow range id@kidapply zforce@zpow range id@kidendcommand；反向施加一定比例的不平衡力endifendifrelax1=gp_next（relax1）endloopend1.3设置锚索在隧道开挖工程的数值模拟中用锚杆和锚索的支护，常常用锚杆对岩石岩土工程进行加固，它的作用是利用水泥沿着长度方向提供的抗剪切能力，以生成局部阻力，借此抵御裂缝的位移变形，但是在目前已有的论文中极少有关于该命令流的介绍.由于隧道纵向长度远大于横向长度，将其视为平面应变情况，所以建模纵向距离取值1m，在该范围内的锚杆数量有限，用精确坐标的方法［16］即可完成锚杆布置的数值模拟.由于锚杆在圆形隧道四周呈放射状布置，故FLAC中的单元都以矩形方块为主，而放射状布置相对于单元形状是难以确定坐标的，可以使用CAD绘制准确图形，从CAD绘图软件中精确读取每根锚杆的坐标位置，并以其中一根锚杆的命令流为例，使用精确坐标法布置隧道四周的锚杆命令流：def cab_insloop iidx（1，6）y=iidx-0.5commandsel cable id=1begin39.32y43.16end36.88y42.62nseg4…endcommandendloopend-289-第38卷第2期河南科学2020年2月用该方法建立锚杆需输入每个点的坐标，故不适合较多坐标点的输入，否则既繁琐又容易出错，需慎重选择.锚杆一般与衬砌连用，共同作用于隧道掌子面，使得隧道变形降为最小值，就如上面添加衬砌一样，锚杆的添加也不是一步完成的，需要在此之前进行应力释放，由于前面已经定义了FISH 语言，这里不再复述.利用应力释放程序、衬砌（shell ）单元、锚杆（cable ）等建立较为完善的隧道开挖模拟.2隧道有限差分建模以在上海地区的软黏土中开挖隧道为原型，模拟在均质土体中开挖隧道对邻近建筑物的影响.有限差分模型的几何形状如图1所示，土体的宽度为120m ，深度为50m ，较大的边界有利于减少计算变形的误差.隧道的衬砌用shell 单元来模拟，由于在FLAC3D 中shell 单元为弹性连续环，这与实际衬砌的组装不相符，故需要对衬砌刚度进行折减，折减系数取0.7.隧道的轴线埋深为15m ，如表1所示，隧道的外径为6.2m ，内径为5.5m ，衬砌厚度为0.35m .由于隧道的纵向尺寸远远大于其截面的尺寸，故同前所述，纵向取值1m 假设为平面应变情形.假设衬砌为混凝土材料，其弹性模量、泊松比和重度分别为34.5GPa 、0.2和25kN/m 3.表1物理力学参数Tab.1Physico-mechanical parameters介质土体衬砌材料弹塑性材料线弹性材料衬砌厚度/m0.3重度/（kN·m -3）1825内摩擦角/（°）9.5黏聚力/kPa14泊松比0.320.22弹性模量/MPa121.5×104在各种数值模拟中，已有大量的土体模型用于模拟软土的非线性应力应变的特性.然而获得准确的土体参数进行合理的预测较为困难，故本研究采用Mohr-Coulomb 模型，这也是目前在模拟土体模型中应用最为广泛的数值模型之一.表1给出了土体参数，这是上海软黏土的常用值［17］.采用应力释放法开挖隧道，典型的上海软黏土的应力释放率为25%~30%，结合有限差分模型以及上海隧道的实际情形，本文的应力释放率取值0.25.均质土的地表位移如图2所示，该曲线能用Peck 的经验公式较好地拟合，基本服从高斯分布，也说明该有限差分模型可以有效地模拟隧道开挖引起的地表变形规律.图1有限差分模型Fig.1Finite difference model1201535土体深度/m土体宽度/m图2地表沉降与曲线拟合Fig.2Surface settlement and curve fitting地表沉降Peak 公式0-5-10-15-20地表沉降/m m-40-30-20-10010203040距隧道中心距离/m--290引用格式：包昊，周旭辉，葛彬，等.基于FLAC3D隧道开挖的关键命令流［J］.河南科学，2020，38（2）：287-291.3结语1）FLAC3D在分析隧道工程和采矿工程问题时具有较大的优势，内含的结构单元和本构模型可更为简便与准确地进行数值建模.但在模型较大、单元数量较多时，其计算过程较长，计算速度会显得较慢.2）传统的初始地应力场的生成虽然简便，但与实际有一定差距.通过改变强度参数的弹塑性法建立初始地应力场可优化这一过程，可反映土体的塑性区，但其计算速度亦会随着模型的增大减慢.3）使用应力释放法进行隧道开挖，可以在一定计算条件下较好地还原实地情形，但是由于应力释放率的确定与各种因素有关，故需综合确定.4）用FLAC3D建立有限差分模型，所得隧道开挖对地表位移的沉降曲线符合Peck经验公式，具有一定的有效性.参考文献：［1］陈育民.FLAC及FLAC3D基础与工程实例［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.［2］ABID A，LYAMIN A V，HUANG J S，et al.Undrained stability of a single circular tunnel in spatially variable soil subjected to surcharge loading［J］.Computers&Geotechnics，2017，84：16-27.［3］MOLLON G，PHOON K K，DIAS D，et al.Validation of a new2D failure mechanism for the stability analysis of a pressurized tunnel face in a spatially varying sand［J］.Journal of Engineering Mechanics，2011，137（1）：8-21.［4］HUANG H W，GONG W P，KHOSHNEVISAN S，et al.Simplified procedure for finite element analysis of the longitudinal performance of shield tunnels considering spatial soil variability in longitudinal direction［J］.Computers&Geotechnics，2015，64：132-145.［5］BERNAT S，CAMBOU B.Soil-structure interaction in Shield Tunnelling in Soft Soil［J］.Computers&Geotechnics，1998，22（3）：221-242.［6］ORESTE P A.Probabilistic design approach for tunnel supports［J］.Computers&Geotechnics，2005，32（7）：520-534.［7］李志华，华渊，周太全，等.盾构隧道开挖面稳定的可靠度研究［J］.岩土力学，2008（S1）：315-319.［8］宋建康，刘春原.复杂地质条件下隧道支护体时效可靠性分析［J］.河北工业大学学报，2018，47（4）：113-118.［9］PECK R B.Deep excavation and tunnelling in soft ground［C］//Proceedings of the7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering.Mexico：Sociedad Mexicana de Mecanica de Suelos，A.C.，1969：225-290.［10］张传庆，冯夏庭，周辉，等.应力释放法在隧洞开挖模拟中若干问题的研究［J］.岩土力学，2008（5）：1174-1180.［11］程红战，陈健，李健斌，等.基于随机场理论的盾构隧道地表变形分析［J］.岩石力学与工程学报，2016，35（S2）：4256-4264.［12］李健斌，陈健，罗红星，等.基于随机场理论的双线盾构隧道地层变形分析［J］.岩石力学与工程报，2018，37（7）：1748-1765.［13］方超，薛亚东.围岩空间变异性对隧道结构可靠度的影响分析［J］.现代隧术，2014，51（5）：41-47.［14］HUANG H W，XIAO L，ZHANG D M，et al.Influence of spatial variability of soil Young’s modulus on tunnel convergence in soft soils［J］.Engineering Geology，2017，228：327-370.［15］王涛，韩煊，赵先宇，等.FLAC3D数值模拟方法及工程应用——深入剖析FLAC3D5.0［M］.北京：中国建筑工业出版社，2015.［16］刘永乐.FLAC~（3D）5.0巷道锚杆安装命令流［J］.煤炭技术，2018，37（11）：124-126.［17］ZHANG Z G，HUANG M S.Geotechnical influence on existing subway tunnels induced by multiline tunneling in Shanghai soft soil［J］.Computers&Geotechnics，2014，56（3）：121-132.（编辑孟兰琳）-291-。

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。

FLAC3D模拟基础开挖在已知基础中开挖一2m×4m×5m的基坑，进行应力应变分析。

建模及命令语句如下：;简单的隧道开挖方法;第一步：初始模型的建立; 建立网格gen zone brick size 6 8 8;建立矩形的网格区域，其大小为6×8×8;指定材料的性质model mohr;采用摩尔-库仑模型prop bulk 1e8 shear 0.3e8;模型的材料性质：体积模量、剪切模量prop fric 35 coh 1e3 tens 1e3;摩擦角、粘聚力、抗拉强度;设置全局参数set grav 0,0,-9.81;设置重力加速度，z坐标正方向为正，故为-9.81ini dens 2000;初始密度为2000;设置初始边界情况fix x range x -0.1 0.1;在x 方向上固定x = 0边界，为滚动支撑fix x range x 5.9 6.1;在x 方向上固定x = 6边界，为滚动支撑fix y range y -0.1 0.1;在y 方向上固定y = 0边界，为滚动支撑fix y range y 7.9 8.1;在y 方向上固定y = 8边界，为滚动支撑fix z range z -0.1 0.1;在z 方向上固定z = 0边界，为滚动支撑;监控模型变量，并控制力学平衡hist unbal;监测不平衡力，并保留历史记录（在默认情况下，每十步做一次记录）hist gp zdisp 4,4,8;监测网格坐标点（4，4，8）在z方向的位移，并保留历史纪录solve;运算，求解pause;暂停save t1.sav;形成sav文件，并保存为t1.savpause;暂停rest t1.sav;恢复t1.sav文件; Step 2: excavate trench;第二步：开挖隧道model null range x 2,4 y 2,6 z 5,10;在x（2，4）y（2.，6）z（5，10 ）范围内建立零模型（即开挖这一部分区域）pause;暂停set large;在全局下设置大应变状态initial xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0;把x，y，z重新设置为0（因为我们只为了观察基坑引起的位移变化，;而不是从施加重力荷载引起的位移变化，这不会影响计算结果）pause;暂停step 1000;运算1000步pause;暂停save t2.sav;形成sav文件，并保存为t2.savret;放在批处理文件的最后，以返回3DFLAC 的控制状态最后得到的结果如下：图1初始应力等值线云图图2 初始位移等值线云图图3 初始最大不平衡力云图图4 竖向应力等值线云图图5 位移等值线云图。

FLAC3D计算隧道作业隧道是为了解决交通运输和城市建设中的需求而建造的一种地下通道，其作业过程中需要考虑地质、土壤力学、结构力学等多方面的因素。

FLAC3D是一种流行的三维数值计算软件，可用于对隧道作业进行模拟和分析。

本文将详细介绍如何使用FLAC3D计算隧道作业，并讨论其在工程实践中的应用。

首先，我们需要准备隧道作业的几何参数和材料参数。

几何参数包括隧道的长度、宽度、高度，以及隧道周围的土体情况；材料参数包括土体的密度、弹性模量、剪切模量等。

在FLAC3D中，可以通过创建网格来建立隧道和土体的模型。

隧道可以用块体来表示，土体可以用网格来表示。

通过设置适当的边界条件和加载条件，可以模拟出隧道作业中的各种情况，如地表荷载、地震荷载、隧道开挖、支护结构施工等。

接下来，我们需要定义土体的本构模型。

这是非常重要的一步，因为土体的本构模型决定了其力学性质。

在FLAC3D中，常用的土体本构模型有弹性模型、弹塑性模型、模型等。

然后，我们可以设置隧道开挖的步骤和加载条件。

隧道开挖是一个动态过程，可以通过多次迭代来模拟。

在每一次迭代中，可以计算出土体的变形、应力分布、位移分布等。

加载条件可以包括地表荷载、自重荷载、支护结构施工荷载等。

在模拟过程中，可以对土体的应力、应变、位移等进行监测和分析。

通过分析模拟结果，可以评估隧道作业对土体的影响，并确定适当的支护措施。

最后，我们可以对模型进行后处理，包括绘制应力云图、位移云图、应变云图等，以及计算土体的稳定性和安全系数。

FLAC3D是一种强大的数值计算软件，可以用于对隧道作业进行模拟和分析。

通过对隧道作业的计算，可以评估隧道作业对土体的影响，并确定适当的支护措施。

在工程实践中，FLAC3D已被广泛应用于地铁隧道、公路隧道、水利隧道等工程的设计和施工过程中。

它不仅提高了工程师的计算效率，还提高了隧道的安全性和可持续性。

隧道及地下工程FLAC解析方法_常识、建模、常用命令流及其解释1.1 FLAC常识 (2)1.2常用命令流 (13)1.3建模过程 (21)2-1定义一个FISH函数 (24)2-2使用一个变量 (24)2-3对变量和函数的理解 (24)2-4获取变量的历史记录 (24)2-5用FISH函数计算体积模量和剪砌模量 (25)2-6 在FLAC输入中使用符号变量 (25)2-7 控制循环 (26)2-8 拆分命令行 (26)2-9 变量类型 (27)2-10 IF条件语句 (27)2-11 索单元自动生成 (27)2-12圆形隧道开挖模拟计算 (28)4-1数组 (30)4-2函数操作 (31)4-3函数删除与重定义 (32)4-4字符串 (32)4-5马蹄形隧道网格 (33)4-6复杂形状网格生成 (33)4-7网格连接 (34)4-8立方体洞穴网格生成 (35)4-9球体洞穴网格生成 (36)4-10应力边界 (37)4-11改变应力边界条件 (37)4-12位移边界 (39)4-13不考虑重力影响的均匀应力 (41)4-14考虑应力梯度的均匀材料 (41)4-15考虑应力梯度的非均匀材料 (42)4-16非均匀网格应力初始化 (42)4-17不规则自由面应力初始化 (43)4-18非均网格内部压实 (43)4-19模型改变后初始应力变化 (44)4-20应力与孔隙压力的初始化 (44)4-21加载顺序 (45)6-1 V级围岩施工过程模拟 (47)6.2 IV级围岩施工过程模拟 (50)6.3 III级围岩施工过程模拟 (52)第七章命令流按照顺序进行 (54);右隧道中地层网格 (54);右隧道上侧土体网格 (54);右隧道下侧土体网格 (54)第七章命令流按照顺序进行 (57)1.1 FLAC常识1. FLAC3D是有限元程序吗？答：不是！是有限差分法。

2. 最先需要掌握的命令有哪些？答：需要掌握gen, ini, app, plo, solve等建模、初始条件、边界条件、后处理和求解的命令。

在某Ⅳ级围岩中开挖一半圆拱直墙形隧道，隧道跨度10m，边墙高5m，隧道埋深500m，假设围岩为理想弹塑性材料，请采用有限元或有限差分方法分析以下问题：（1）自重应力场作用下隧道开挖后的拱顶下沉和边墙水平收敛大小以及围岩中的塑性区大小。

（2）若侧压系数为0.5—2.5，请分析构造应力对隧道拱顶下沉、边墙水平收敛大小以及塑性区的影响。

（3）若开挖后采用锚喷支护，在隧道拱部和边墙布设系统锚杆，锚杆为全长锚固的金属锚杆，垂直于洞壁布设，间距1.5m，长度3.0m，直径25mm。

喷射混凝土厚度100mm，标号为C20，请分析支护效果。

本题采用FLAC3D软件建模计算分析隧道未开挖时的立体模型隧道开挖后的立体模型第一步，建模由于隧道的半径为5m，根据经验取6倍的隧道半径为围岩影响区，所以取30m 为边界，划分网格的边长为0.5m ，本题只分析x-z平面上的受力及位移情况即可，建模命令流如下：new ;建立模型gen zone radcyl p0 0 0 0 p1 30 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 30 size 10 1 10 30 dim 5 5 5 5 ratio 1 1 1 1 group outsiderock ;右上圆形部分围岩gen zone cshell p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 1 0 p3 0 0 5 size 1 1 10 10 dim 4.9 4.9 4.9 4.9 rat 1 1 1 1 group concretliner fill group insiderock ;右上半圆衬砌gen zone radtun p0 0 0 0 p1 0 0 -30 p2 0 1 0 p3 30 0 0 size 10 1 10 30 dim 5 5 5 5 ratio 1 1 1 1 group outsiderock ;右下矩形部分围岩gen zone radtun p0 0 0 0 p1 0 0 -5 p2 0 1 0 p3 5 0 0 size 10 1 10 1 dim 4.9 4.9 4.9 4.9 ratio 1 1 1 1 group concretliner ;右下矩形部分衬砌gen zone brick p0 0 0 -4.9 p1 add 4.9 0 0 p2 add 0 1 0 p3 add 0 0 4.9 size 10 1 10 ratio 1 1 1 1 group insiderock ;隧道内部gen zon reflect dip 90 dd 90 orig 0 0 0 ;关于z轴对称plot block groupplot add axes blacksave jianmo.sav（1）自重应力场作用下隧道开挖后的拱顶下沉和边墙水平收敛大小以及围岩中的塑性区大小。

FLAC共享一个隧道模拟计算的例子隧道模拟是一种常见的计算模型，用于模拟隧道工程设计和施工过程中的各种情况。

本文将以FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）软件为例，介绍一个隧道模拟的例子。

隧道模拟可以帮助工程师评估和优化隧道设计，并预测在施工过程中可能出现的问题。

FLAC是一种基于有限差分法的数值计算软件，它能够处理岩石和土壤等物质的力学和热学行为。

在这个例子中，我们将模拟一个隧道的开挖和支护过程。

首先，我们需要定义一个几何模型，包括隧道的形状和尺寸，以及支护结构（如钢筋混凝土衬砌或岩石锚固）的位置和属性。

然后，我们需要定义材料模型，即岩石或土壤的物理性质。

FLAC提供了多种材料模型可供选择，如弹性-塑性模型、本构模型等。

这些模型可以通过实验数据或已有的材料参数进行校准。

在模型中进行计算之前，我们需要定义模拟的时间范围和加载情况。

例如，我们可以定义挖掘速度、支护结构的施工进度、地表荷载和水压等。

这些加载情况将在模拟过程中引起隧道周围土体的变形和应力改变。

接下来，我们可以进行模拟计算了。

FLAC使用显式时间积分方法进行计算，即根据已知的边界条件和初始状态，在每个时间步长上计算出模型中各个节点的位移和应力变化。

对于大规模模拟，可以使用并行计算技术来提高计算效率。

在模拟过程中，我们可以监测各个节点的变形和应力情况，以了解隧道围岩的变化情况。

这些数据可以帮助我们评估隧道的稳定性，并优化支护结构的设计。

如果模拟结果与实际观测数据相符，我们可以进一步使用模型进行参数敏感性分析和设计优化。

最后，我们可以使用FLAC提供的可视化工具，如动画和图表，来展示模拟结果。

这些结果可以以三维图形的形式呈现，并提供各种量化的参数和指标，以帮助工程师更好地理解和分析模拟数据。

需要注意的是，隧道模拟仅仅是一种辅助工具，它可以为工程师提供更多信息和参考，但不能完全替代实际施工和实地观测。

1.原岩应力状态mo mohr @~(UH`#Q!Xb;岩体参数，分层。

b%_z M8IF C1t%@Gpro bulk 4.2e6 she 9.23e5 fric 12 coh 1e4 ten 9.6e3 range z 18.1 17.2 M |vB0yini density 1800 range z 18.1 17.2pro bulk 7.02e6 she 1.83e6 fric 7.2 coh 4.7e3 ten 4.7e3 range z 17.2 13.6&r%IrA"Bini density 1650 range z 17.2 13.6pro bulk 9.9e6 she 2.82e6 fric 29 coh 0 ten 0 range z 13.6 7.1 b4z&Sdb,Bini density 1900 range z 13.6 7.13m$a8o6U#i Gpro bulk 4.37e7 she 1.46e7 fric 30 coh 3e4 ten 3e4 range z 7.1 6.4ini density 1990 range z 7.1 6.4 jY'CL CLM&O#Bprop bulk 4.95e7 she 1.65e7 fric 38 coh 5e4 ten 5e4 range z 6.4 -0.4,J:| X1Fk?vini density 2100 range z 6.4 -0.4prop bulk 6.52e7 she 2.67e7 fric 40 coh 4e4 ten 4e4 range z -0.4 -9.1ini density 2480 range z -0.4 -9.1prop bulk 6.78e7 she 3.12e7 fric 43 coh 5e4 ten 5e4 range z -9.1 -17.6ini density 2510 range z -9.1 -17.6prop bulk 6.53e8 she 3.37e8 fric 44 coh 5e6 ten 5e6 range z -17.6 -26.9ini density 2520 range z -17.6 -26.9;设定边界条件(上边界z自由)。

FLAC模拟隧道开挖********************************隧道开挖****************************建立模型******configgrid 10 10m mgen arc 5 5 7 5 180prop dens 2000 bulk 33.333e6 shear 20.0e6 fric 35 coh=50e3fix y j 1fix x i 1fix x i 11set grav 10history 1 ydisp i=6, j=11history 999 unbalancedsolve保存m1文件********开挖******ini xdisp 0 ydisp 0m null i 4 7 j 4 6m null i 5 6 j 7solve保存m2文件********连接m1进行衬砌*********initial xdisp 0 ydisp 0initial xvel 0 yvel 0model null i 5 6 j 4 7group 'null' i 5 6 j 4 7group delete 'null'model null i 4 j 4 6group 'null' i 4 j 4 6group delete 'null'model null i 7 j 4 6group 'null' i 7 j 4 6group delete 'null'struct node 1 grid 6,8struct node 2 grid 7,8struct node 4 grid 8,7struct node 5 grid 8,6struct node 6 grid 8,5struct node 7 grid 8,4struct node 8 grid 5,8struct node 9 grid 5,7struct node 10 grid 4,7struct node 11 grid 4,6struct node 12 grid 4,5struct node 13 grid 4,4struct liner begin node 1 end node 2 seg 1 prop 5001struct liner begin node 2 end node 3 seg 1 prop 5001struct liner begin node 3 end node 4 seg 1 prop 5001struct liner begin node 4 end node 5 seg 1 prop 5001struct liner begin node 5 end node 6 seg 1 prop 5001struct liner begin node 6 end node 7 seg 1 prop 5001struct liner begin node 1 end node 8 seg 1 prop 5001struct liner begin node 8 end node 9 seg 1 prop 5001struct liner begin node 9 end node 10 seg 1 prop 5001struct liner begin node 10 end node 11 seg 1 prop 5001struct liner begin node 11 end node 12 seg 1 prop 5001struct liner begin node 12 end node 13 seg 1 prop 5001struct prop 5001struct prop 5001 dens 2100 e 20e9 thick=0.15 area=0.15 pr=0.2 struct prop 5001 syield=4e6 sycomp=40e6solve保存m3文件***************连接m1文件进行打锚杆****************initial xdisp 0 ydisp 0initial xvel 0 yvel 0m null i 4 7 j 4 6m null i 5 6 j 7struct node 1 grid 6,8struct node 2 grid 6,10struct node 3 grid 7,8struct node 4 6.8468637,8.774908struct node 5 6.785978,5.9132843struct node 6 8.531365,7.2730627struct node 7 6.9686346,4.979705struct node 9 grid 8,5struct node 10 grid 10,5struct node 11 grid 4,5struct node 12 grid 2,5struct node 13 grid 4,6struct node 14 grid 2,6struct node 15 grid 4,7struct node 16 1.1845019,6.826568struct node 17 4.0867157,6.806273struct node 18 2.6660516,8.815498struct cable begin node 1 end node 2 seg 10 prop 2001struct cable begin node 3 end node 4 seg 10 prop 2001struct cable begin node 5 end node 6 seg 10 prop 2001struct cable begin node 7 end node 8 seg 10 prop 2001struct cable begin node 9 end node 10 seg 10 prop 2001struct cable begin node 11 end node 12 seg 10 prop 2001struct cable begin node 13 end node 14 seg 10 prop 2001struct cable begin node 15 end node 16 seg 10 prop 2001struct cable begin node 17 end node 18 seg 10 prop 2001struct prop 2001stru pro 2001 yi 1e6 kb 1e10 sb 1e7 e 200e9 a 2e-3solve保存m4文件***********连接m1文件开挖先衬砌后打锚杆***************initial xdisp 0 ydisp 0initial xvel 0 yvel 0model null i 5 6 j 4 7group 'null' i 5 6 j 4 7group delete 'null'model null i 4 j 4 6group 'null' i 4 j 4 6group delete 'null'model null i 7 j 4 6group 'null' i 7 j 4 6group delete 'null'struct node 1 grid 6,8struct node 2 grid 7,8struct node 3 grid 7,7struct node 4 grid 8,7struct node 5 grid 8,6struct node 7 grid 8,4struct node 8 grid 5,8struct node 9 grid 5,7struct node 10 grid 4,7struct node 11 grid 4,6struct node 12 grid 4,5struct node 13 grid 4,4struct liner begin node 1 end node 2 seg 1 prop 5001struct liner begin node 2 end node 3 seg 1 prop 5001struct liner begin node 3 end node 4 seg 1 prop 5001struct liner begin node 4 end node 5 seg 1 prop 5001struct liner begin node 5 end node 6 seg 1 prop 5001struct liner begin node 6 end node 7 seg 1 prop 5001struct liner begin node 1 end node 8 seg 1 prop 5001struct liner begin node 8 end node 9 seg 1 prop 5001struct liner begin node 9 end node 10 seg 1 prop 5001struct liner begin node 10 end node 11 seg 1 prop 5001struct liner begin node 11 end node 12 seg 1 prop 5001struct liner begin node 12 end node 13 seg 1 prop 5001struct prop 5001struct prop 5001 dens 2100 e 20e9 thick=0.15 area=0.15 pr=0.2 struct prop 5001 syield=4e6 sycomp=40e6struct node 14 5.0,7.0 slave x y 1struct node 15 grid 6,10struct node 16 5.8944273,6.7888546 slave x y 2struct node 17 6.712803,8.882353struct node 18 6.7888546,5.8944273 slave x y 4struct node 19 8.50173,7.3979235struct node 20 7.0,5.0 slave x y 5struct node 21 grid 10,6struct node 22 7.0,4.0 slave x y 6struct node 23 grid 10,5struct node 24 3.0,4.0 slave x y 12struct node 25 grid 2,5struct node 26 3.0,5.0 slave x y 11struct node 27 grid 2,6struct node 28 3.2111456,5.8944273 slave x y 10struct node 29 1.1747406,6.9031143struct node 30 4.1055727,6.7888546 slave x y 8struct node 31 2.9826992,8.920415struct cable begin node 14 end node 15 seg 10 prop 2001 struct cable begin node 16 end node 17 seg 10 prop 2001 struct cable begin node 18 end node 19 seg 10 prop 2001struct cable begin node 20 end node 21 seg 10 prop 2001struct cable begin node 22 end node 23 seg 10 prop 2001struct cable begin node 24 end node 25 seg 10 prop 2001struct cable begin node 26 end node 27 seg 10 prop 2001struct cable begin node 28 end node 29 seg 10 prop 2001struct cable begin node 30 end node 31 seg 10 prop 2001struct prop 2001stru pro 2001 yi 1e6 kb 1e10 sb 1e7 e 200e9 a 2e-3solve保存m5文件*****************连接m1文件开挖先打锚杆后衬砌***********************initial xdisp 0 ydisp 0initial xvel 0 yvel 0model null i 5 j 4 7group 'null' i 5 j 4 7group delete 'null'model null i 6 j 4 7group 'null' i 6 j 4 7group delete 'null'model null i 7 j 4 6group 'null' i 7 j 4 6group delete 'null'model null i 4 j 4 6group 'null' i 4 j 4 6group delete 'null'struct node 1 5.0,7.036332struct node 2 grid 6,10struct node 3 grid 7,8struct node 4 7.150519,8.711073struct node 5 6.731834,5.951557struct node 6 8.7301035,7.2456746struct node 7 6.9602075,5.0570936struct node 8 9.053633,5.0951557struct node 9 6.9221454,3.9532871struct node 10 9.224913,3.9723184struct node 11 2.9446368,3.9723184struct node 12 0.88927364,4.0103807struct node 13 2.9826992,5.038062struct node 14 0.813149,5.038062struct node 15 3.1539793,5.932526struct node 16 1.0415227,6.884083struct node 17 4.1055365,6.8269897struct node 18 2.697232,8.463668struct cable begin node 1 end node 2 seg 10 prop 2001struct cable begin node 3 end node 4 seg 10 prop 2001struct cable begin node 5 end node 6 seg 10 prop 2001struct cable begin node 7 end node 8 seg 10 prop 2001struct cable begin node 9 end node 10 seg 10 prop 2001struct cable begin node 11 end node 12 seg 10 prop 2001 struct cable begin node 13 end node 14 seg 10 prop 2001 struct cable begin node 15 end node 16 seg 10 prop 2001 struct cable begin node 17 end node 18 seg 10 prop 2001 struct prop 2001struct prop 2001 yi 1e6 kb 1e10 sb 1e7 e 200e9 a 2e-3struct node 100 grid 8,4struct node 101 grid 8,5struct node 102 grid 8,6struct node 103 grid 8,7struct node 104 grid 7,7struct node 105 grid 6,8struct node 106 grid 5,8struct node 107 grid 5,7struct node 108 grid 4,7struct node 109 grid 4,6struct node 110 grid 4,5struct node 111 grid 4,4struct liner begin node 100 end node 101 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 101 end node 102 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 102 end node 103 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 103 end node 104 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 104 end node 3 seg 1 prop 5001struct liner begin node 3 end node 105 seg 1 prop 5001struct liner begin node 105 end node 106 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 106 end node 107 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 107 end node 108 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 108 end node 109 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 109 end node 110 seg 1 prop 5001 struct liner begin node 110 end node 111 seg 1 prop 5001 struct prop 5001struct prop 5001 dens 2100 e 20e9 thick=0.05 area=0.05 pr=0.2 struct prop 5001 syield=4e6 sycomp=40e6solve保存m6文件。