最新FLAC3D数值模拟上机报告

图 3 网格剖分图
szz
Z sxx X
锚杆
X Y
sxx
沿锚杆轴 向施加固 定的速度 v
szz 7.5m
10 m 5 m 限制 Y 方向的位移
图 4 锚杆拉拔数值模型示意图
为了模拟锚杆拉拔过程中的影响因素，即影 响锚杆锚固的效应的因素：1） 模拟了在同样的外 部条件下，唯有浆体的摩擦角（ φg = 00 ，100 ，200 ， 300 ，400 ） 不同的条件作用下沿着锚杆轴向、径向 锚杆的应力与应变的分布规律以及锚杆的锚固 力、浆体界面上的剪应力分布特征；2） 模拟了在 同样的外部条件下，唯有浆体有效围压（ σm = 0， 2，4，6，8 MPa） 不同的条件作用下沿着锚杆轴向、 径向锚杆的应力与应变的分布规律以及锚杆的锚 固力、浆体界面上的剪应力分布特征；同时还模拟 了锚杆在拉拔过程中，锚索与岩体间的界面发生 剪切屈服、产生滑动直至拉拔破坏具体过程.
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哈尔滨工业大学学报
第 41 卷
变形和强度起着重要的作用［1 ～ 4］. 加锚岩体的数 值模拟方法大都还是基于有限元法，但一般都过 低估计锚固效果. 然而 FLAC － 3D 即三维快速拉 格朗日分析方法的出现，又为锚杆在岩体锚固机 理提供了新的机遇. 本文就锚固体的摩擦角、有效 围压等对锚杆锚固性能的影响作了分析，对锚杆 拉拔过程中锚杆锚固失效的特点进行了探索，并 将现场试验与数值模拟计算进行了对比和分析.
3 数值模拟试验结果
通过多种方案的数值模拟试验可知图 5（ a） 是现场试验得到一系列的力与位移之间的曲线， 从图 5（ a） 中得知锚杆直径为 15. 2 mm 的锚杆锚 固力 = 17 t / m. 图 5（ b） 是根据现场的地质条件建 模后计算得到的锚杆所受力与位移之间的曲线， 图 5（b）中显示当锚杆自由端施加的力小于某一 值时，力与位移基本成正比关系，当力达到一定值 即锚 固 力 时，力 保 持 不 变，而 位 移 呈 无 限 增 大 趋 势，说明锚杆已经整体失稳，锚固作用失效，图 6

０ 引 言
文献标识码 ： Ｃ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ １ ０ ７— ０ ２
预应力锚索支护技 术是边坡 加固的先进技术之一 ， 在 国 内外工程 中得 到广泛 应用 ， 但其 理 论研 究 还相 对滞 后。因 此， 结合工程实际 ， 利用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ软件 ， 对边坡 的锚 固作 用效 果及边坡稳定性状态进行数值模拟分析 ， 对边坡加固工 程具 有重 要 的 现 实 意义 。
为０ ． ２— ０ ． ６ ＭＰ ａ 。
生产 厂 家 提 供 的 出 厂 证 明 取 得 ， 具 体参 数 如 下： Ａ＝ １ ４ ０ ｍ ｍ ， Ｔ ＝ ２ ． ６ ｅ Ｎ ， Ｅ＝ １ ． ９ ５ ｅ “ Ｐ ａ ， 灌 浆体 的参数 经现场 抗拔试验 获得 ， 具体参数为 ｇ ｒ ＿ ｃ ｏ ｈ ＝ １ ０ ｅ ， ｇ ｒ ＿ ｋ＝ ２ ｅ 。 ２ ． ２ ． ３ 边界条件 以及初 始条件的设置 根据 以上建立 的模 型和 实际情 况限制模 型底部任 何方 向的位移 和右侧水平方 向的位移 ， 模型上部 与边坡部位为 自
＝２ ０ ｋ Ｎ ／ ｍ ， Ｃ＝６ ０ ｅ Ｐ ａ， ＝２ ０ 。 ， Ｋ ＝３ ． ５ ７ ｅ ７ Ｐ ａ
，
为保证贵惠高速公路区间各 路段 高边坡 的稳定 ， 坡 比采 用１ ： ０ ． ５～ １ ： １ ， 坡高 １ ０ ｍ一级 ， 采用框架式锚杆 和框架预应
Ｃ＝
２ ． ０ ８ ｅ Ｐ ａ， 锚索钢绞线 的横截 面积 、 抗 拉强度 、 弹 性模 量从
力锚 索联 合支 护 等 处 治 措施 ， 锚杆长 ６ ． ０ ｍ， 锚 索长 ６— ２ ６ ｍ， 间距 ５ ｍ ｘ ４ ｍ。预应力 锚索采用无 粘结 钢绞线 Ａ Ｓ Ｔ － Ｍ Ａ ４ １ ６—８ ７ ａ 标准 ２ ７ ０级 ７ 中１ ５ ． ２ ４ ａ ｒ ｍ。锚 固段长度 ８ ｍ， 钻 孔孔径 ‘ ｐ １ ３ ０ ｍｍ， 锚索孑 Ｌ 内 自孔底 一次性 压满水 泥浆 ， 注浆 压力为 ０ ． ３ ５— ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ 。锚 索 自由段采用 防护油及 塑料 管 隔离 ， 每束锚索设计施加张拉力 ８ ５ ０ ｋ Ｎ 。锚杆材料采用 ２ ５ 水泥砂浆 锚 杆 ， 施 工时 下 倾 与 水 平 夹 角为 ３ ０ 。 ， 允 许 误 差 ±１ 。 ， 锚杆注浆 的水泥浆 强度必 须保证 ９３ ０ ＭＰ ａ ， 注浆压 力

收稿日期：２０２００３?０９基金项目：贵州理工学院高层次人才科研启动经费支持项目（０２０３００１０１８０２９）；国家安监总局２０１８年安全生产重大事故防治关键技术科技项目（ｇｕｉｚｈｏｕ－０００５－２０１８ＡＱ）；国家留学基金资助项目（２０１９０８５２００１７）作者简介：杜学领（１９８６－），男，满族，河北承德人，博士，副教授，研究方向为煤岩体动力灾害机理及防治。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２０．０９．００１ＦＬＡＣ３Ｄ中锚杆支护的数值模拟研究综述杜学领（贵州理工学院矿业工程学院，贵州贵阳　５５０００３）摘　要：锚杆是目前煤矿、岩土等支护工程中常用的材料，在ＦＬＡＣ３Ｄ中可进行锚杆支护的多角度数值模拟研究，文章对ＦＬＡＣ３Ｄ锚杆支护的数值模拟研究进行总结和展望。

分析表明：目前ＦＬＡＣ３Ｄ中建立锚杆模型以Ｃａｂｌｅ、Ｐｉｌｅ两结构单元较多，可采用Ｂｅａｍ、Ｌｉｎｅｒ等构建金属钢、托盘、锚喷层等支护要素。

ＦＬＡＣ３Ｄ一般作为验证性手段，对实验、实践内容进行证明。

重点总结了锚杆及支护构件、预应力锚杆、煤矿巷道支护、岩土工程支护、特殊锚杆的实现等研究进展。

当前的研究应用中，存在复杂工程问题的动态还原能力相对较弱、时空与时步不对应、研究细节缺失及二次开发的非公开性、对理论研究的支撑作用相对薄弱等问题。

未来，ＦＬＡＣ３Ｄ依然作为重要的模拟手段应用于新型支护理论和支护技术的验证，并可在跨平台建模及跨平台研究、精细化建模与多因素耦合研究等方面取得新的突破。

关键词：ＦＬＡＣ３Ｄ；锚杆支护；数值模拟；巷道支护；文献综述中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５２７９８（２０２０）０９?０００１?１５ＲｅｖｉｅｗｏｆＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲｏｃｋＢｏｌｔＳｕｐｐｏｒｔｉｎＦＬＡＣ３ＤＤＵＸｕｅｌｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｏｌｔｉｓａｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｉｎｃｏａｌｍｉｎｅｓ，ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄｏｔｈｅｒｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｓ．ＴｈｅｍｕｌｔｉａｎｇｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔｃａｎｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎＦＬＡＣ３Ｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｓｔｈｅｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａ ｔｉｏｎｉｎＦＬＡＣ３Ｄ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｃａｂｌｅａｎｄｐｉｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｌｅｍｅｎｔａｒｅｕｓｅｄｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｉｎｃｕｒｒｅｎｔｒｏｃｋｂｏｌｔｍｏｄｅｌｉｎＦＬＡＣ３Ｄ，ａｎｄｂｅａｍ，ｌｉｎｅｒｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｅｌｅｍｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｍｅｔａｌｓｔｅｅｌ，ｔｒａｙａｎｄａｎｃｈｏｒｓｐｒａｙｌａｙｅｒ．ＦＬＡＣ３Ｄｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｕｓｅｄａｓａｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏｏｌｔｏｐｒｏｖｅｔｈｅｔｒｕｔｈｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｂｏｌｔｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｐｒｅ?ｔｅｎｓｉｏｎｅｄａｎｃｈｏｒｓ，ｃｏａｌｍｉｎｅｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔ，ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｓｐｅｃｉａｌｂｏｌｔｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅ ｓｅａｒｃｈａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｗｅａｋｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｌｅｘｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｎｏｎ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎ ｄｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｒｅａｌｔｉｍｅａｎｄｓｔｅｐｓｉｎＦＬＡＣ３Ｄ，ｌａｃｋｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｄｅｔａｉｌｓａｎｄｎｏｎ?ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｗｅａｋｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ，ＦＬＡＣ３Ｄｓｔｉｌｌｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｃａｎｍａｋｅｎｅｗｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｓｉｎｃｒｏｓｓ?ｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｃｒｏｓｓ?ｐｌａｔｆｏｒｍｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｒｅｆｉｎｅｄｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｍｕｌｔｉｆａｃｔｏｒｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＬＡＣ３Ｄ；ｒｏｃｋｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔ；ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｒｅｖｉｅｗ 锚杆作为一种岩土锚固中的重要材料，被广泛应用于边坡、坝体、基坑、隧道、巷道等工程场合，锚杆的使用距今已有１００多年的历史［１］。

土木工程数值模拟（FLAC3D）
第二章 网格划分
第二章 网格划分
Generate <关键字> zone 产生三维空间的单元体 surface 产生三维空间的面 point 在三维空间定义参考点以帮助单元体和面的生成 merge 使Gen zone产生的相邻网格合并连接在一起
2020/7/10
土木工程数值模拟（FLAC）
主要语句
条件语句 IF 条件表达式 [THEN] … [ELSE] … ENDIF
FISH中条件运算符没有“并”、“或”、“否”这样的符号
表达“1<aa<2”的条 件
if aa > 1.0 if aa < 2.0
执行语句
endif endif
主要语句
循环语句 LOOP var (exp1, exp2)
内部矩形巷道贴满单元体单元格 数6、12、8，体外环绕放射状网 格单元7
上机内容：直墙半圆拱
2020/7/10
土木工程数值模拟（FLAC）
10
第二章 网格划分
建立任何网格都要从两个方面考虑：一是重要区域精确解 所需要的单元体密度；二是网格边界定位对结果的影响。应 力、应变变化大的区域往往单元体密度大。
内部矩形巷道边长分别是3m 6m 4m, 单元格数size也是3、6、4
2020/7/10
土木工程数值模拟（FLAC）
9
第二章 网格划分
利用参数fill来生成需填充的网格
gen zone radbrick p0=(24,-20,0) & p1=(34,-20,0) & p2=(24,-10,0) & p3=(24,-20,10) & dimension 3 6 4 & size 6 12 8 7 & fill group inner

基于 FLAC3D 数值模拟的煤层群上行开采分析摘要：针对近距离煤层群上行安全高效开采上部遗漏煤炭资源的问题，采用理论分析和FLAC3D数值模拟实验相结合的方法，分析了近距离煤层群上行开采的采动影响范围，模拟了煤层群下部7号煤层1377工作面和9号煤层1397工作面开采后对上部5号煤层1357工作面产生的采动影响。

通过现场工业性试验表明：在1357工作面回采时，在回风巷端头开始80m范围内倾角变化量较大，可达2°至3°，80m范围以外煤层倾角基本无变化量；回风顺槽的下沉量从停采线向切眼方向下沉量从0.2m逐渐增大到4.2m，而运输顺槽的下沉量基本未发生变化，实现上部遗漏煤炭资源的安全开采，获取良好的经济效益和社会效益。

关键词：近距离；煤层群；上行开采；采动影响；数值模拟实验中图分类号：TD 822文献标识码：A1工程概况钱家营煤矿位于河北省，井田煤系属于下统二叠系和上统石炭系，中奥陶统马家沟组石灰岩构成基底地层，厚度500m左右的煤系地层，煤系共有十几层含煤层，煤层总厚度达19.79m，含煤系数3.96%。

井田内含6层可采煤层，即煤5、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1。

煤层平均厚度分别为1.42m、3.24m、1.25m、2.2m、0.78m、2.29m，煤层平均间距分别为32.56m、6.26m、10.69m、15.24m、62.09m。

目前该矿井正开采5号煤层的1357工作面，工作面范围内煤层厚度在0.4～2.4m之间，平均厚度1.4m，开切眼附近和工作面中部为薄煤层开采条件，煤层厚度小于1.3m，5号煤层整体结构简单，赋存较稳定；煤层倾角在4～10°之间，平均7°，煤层走向在N50°～70°之间。

5号煤层1357工作面倾斜下方距离32.56m为7煤层1377工作面，已回采完毕；下方距离64.75m为9煤层1397工作面，正在回采；下方12-1煤层暂无工程施工。

Ｖｏ Ｉ ． ２ ９ Ｎｏ ． １，Ｆ ｅ ｂ ．２ ０ １ ７
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ８ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ ０ ７
基于 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ 的 深 基 坑 支 护 三 维 数 值 模 拟 分 析
ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｉ ｔ ｓ ｕ ｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＬＡＣ３ Ｄ
Ｃ Ｈ ＥＮ Ｇ Ｚｅ ｈａ ｉ 。Ｙ Ｕ Ｚｈｅ ｎｓ ｈｕ ａ ｉ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ ３，Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ）
中图分类号 ： ＴＵ ４ ７ ６ ． ４ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ １ — ８ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ — ０ ０ ３ ７ — ０ ６
Ｔｈｒ ｅ ｅ — ｄｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｄ ｅ ｅ ｐ
程 泽海 ， 于 振 帅
（ 浙 江科 技 学 院 土 木 与 建 筑 工 程 学 院 ， 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ３ ）
摘 要 ： 为 研 究 基 坑 不 同 支 护 方 式 对 围 护 结 构 变 形 及 稳 定 性 的影 响 ， 利用 Ｆ Ｉ Ａ Ｃ ３ Ｄ 三 维 快 速 拉 格 朗 日差 分 方 法 对某地铁深基坑分步开挖与支护进行数值模 拟 ， 并 对 两 种 支 护 方 案 进 行 对 比 分 析 。研 究 结 果 表 明 ： 地 下 连 续 墙 最 大 水平 位 移 出 现 在 墙 顶 ， 且 位 于 地 下 连 续 墙 长 度 方 向 的 中部 ； 在分步开挖 时 ， 第 一 步 开 挖 时 地 下 连 续 墙 的 位 移

２ ． Ｇ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｇ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｓｔ ｎ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｈ ｏ ｈ ａ ｉ Ｕ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｇ ，Ｊ ｎ ｉ ａ ｇｓ ｎ ｕ ２ １ ０ ０ ９ ８ ，Ｃ ｈ ／ ａ） ｎ
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

基于FLAC3D的特大型露天边坡稳定性数值模拟分析提纲：第一章：引言- 研究背景和意义- 国内外研究现状和进展- 研究目的和内容第二章：理论基础和数值模拟方法- 岩土力学基础理论- 边坡稳定性分析方法- FLAC3D软件介绍及使用方法第三章：数值模拟分析- 选取模拟模型及边界条件- 调试模型参数和边界条件- 分析模型的动态响应及应力变形分布第四章：模拟结果分析及讨论- 不同荷载及边坡角度条件下边坡的稳定性分析结果- 分析影响稳定性的因素及其重要性- 建议边坡的设计和加固方式第五章：结论与展望- 结论总结- 存在问题及展望未来研究方向- 对边坡设计和加固的意义和应用前景的评价注意：此提纲为中文版，如需翻译成英文可使用在线翻译工具进行翻译。

第一章：引言随着城市化的加速和工业经济的不断快速发展，大型的露天开采工程在当今社会中已成为常态。

然而，这些巨型露天工程也面临着一系列的问题，其中最重要的问题之一是边坡稳定性问题。

由于不同地形条件和巨大的冲击力，这种问题极其棘手，需要进行彻底和全面的研究。

边坡稳定性数值模拟分析是一种非常重要的研究方法，可以帮助工程师理解边坡的工程行为和各种负荷受力情况。

在此过程中，FLAC3D软件已经得到广泛的应用，它可以通过数值计算法来模拟实际的边坡开挖和加固过程，有效预测边坡的稳定性情况。

在分析边坡稳定性的过程中， FLCA3D模拟技术已经成为一种有效和可靠的工具。

本文旨在通过FLAC3D软件，对大型露天边坡的稳定性进行数值模拟分析，并通过实验结果来探讨边坡稳定性的各种因素和影响，以此作为改进边坡设计和加固方案的依据。

本论文内容分为四个章节，除此外还有引言和结论部分。

在本章中，我们将首先介绍大型露天开采工程中边坡稳定性问题的背景和意义。

其次，我们将对国内外关于边坡稳定性问题的研究进行回顾和评价。

最后，我们将阐明本研究的目的和内容。

首先，随着城市化的加速和工业化的迅速发展，巨型露天开采工程已经成为当今社会的常态。

平衡状态，此时得到的模拟计算结果见图 2 ～ 6，图 2 为
基坑 Z 方向应力云图，在模型中共分为 9 个区域，各区
域的应力值范围分别为： － 7． 3827e + 005 to － 7． 0000e
+ 005、－ 7． 0000e + 005 to － 6． 0000e + 005、－ 6． 0000e
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资源环境与工程
以下取 30 m。因 此 模 型 X 方 向 长 50 m，Y 方 向 长 40 m，Z 方向长 38 m。在初始条件中，不考虑构造应 力，仅考 虑 自 重 应 力 产 生 的 初 始 应 力 场。模 型 共 有 10 500个单元，12 012 个节点（ 图 1） 。
2013 年
移为 47. 35 cm，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： FLAC3D; 基坑; 应力; 位移
中图分类号： TV551． 4 + 2
文献标识码： B
文章编号： 1671 － 1211( 2013) 04 － 0535 － 03
GPa，土体的体积模量 K 和剪切模量 G 与弹性模量 E 及泊松比 μ 之间的转换关系为［4］：
K
=
3（
1
E － 2μ）
（ 1）
G
=
2（
E 1+
μ）
（ 2）
由式（ 1） 和式（ 2） 计算得： 体积模量 K = 202． 90 MPa，
剪切模量 G = 110． 24 MPa。将求得的物理力学参数，
+ 005 to － 5． 0000e + 005、－ 5． 0000e + 005 to －

杂填土、 粉土 、 粉 质粘 土 、 卵石 与 圆砾 、 粉 质粘 土 、 卵 石 与 圆砾 等 ， 采用交 叉 中隔墙 （ 即Ｃ Ｒ Ｄ） 法 施工 。
根 据理 论分 析 ． 隧道 开挖 后 的空 间几 何 效应 在
纵 断 面上 表现 为 “ 半 圆穹 ” 约束 ， 在 横 断面 上 则表 现
（ 兰 州 资 源 环境 职业 技 术 学 院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 本文以北京地铁十号线苏州街站到黄庄站区间隧道工程为背景， 通过数值模拟分析， 对隧道开挖、 支护与
围岩的相互作用进行 了研究， 为隧道施工提供 了依据。
关键 词 ： 地铁隧道 ； Ｃ Ｒ Ｄ法施工 ； 数值模拟 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ １
护一 起变 形和 承受地 层压 力 的实 际情 况 。
３ ． １ ． １ 大管棚 和 小导 管超前 支护 大管棚 和小导管超 前支护 具有 “ 加 固圈” 和 “ 梁” 的实 际作 用 。模拟 中若 用梁 单元模 拟 管棚 可取
２ 计 算模 型
计算 采 用 Ｆ Ｌ ＡＣ ３ Ｄ实 体 Ｚ Ｏ Ｎ Ｅ单 元 建 模 ， 计 算
目前 。地 下洞 室 围岩稳定 性 的分析 方法 大致 可 分 为数 值分 析法 、 解析法 、 模 型试 验 法 、 工 程地 质类 比法 、不确 定性 法 等几 种 ，各种 方法 均 有 优缺 点 。 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ有 限差 分法 克 服 了有 限元 等方法 不 能求解 大变形 问题 的缺 陷 。能 更好 地考 虑岩 土体 的不连续 和大变形特性 ， 是研究地下洞室工程的一种重要手段 。
为“ 环形” 约束 ． 这 两 种 约束 方 式 的联合 作 用 使得 开

Ｃ ｓ ｈｓｐｏ ｌｍ ．Ｔｈ ｉ ｕａｉｎ ｒｓ ｌ Ｓ Ｏ ｈ ｔｔｅ ｍａ ｉ ｍ ｏ ｉ ｎ ａ ｎ ｅｔ ａ ｉｐａｅ ｎ ｓｃ ｕｅ Ｕ ｔ ｉ ｒｂｅ ｅｓ ｍ ｌｔ ｅ ｕｔ Ｈ ＷＳｔ ａ ｈ ｘｍｕ ｈ ｒ ｏ ｔｌａ ｄ ｖ ｒｉ ｌｄｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ａ ｓｄ ｏ ｚ ｃ
快 速 和 自动化 。
关 键 词 ： 体开采 ； 口程序 ； 矿 接 数值分析 中图 分 类 号 ： Ｄ８ １０ ４ ， Ｔ ０ ；２２１ 文献 标 识 码 ： Ａ
ＮＵＭ ＥＲＩ ＣＡＬ Ｉ ＵＬ ＳＭ ＡＴＩ ＯＮ ＡＮＡＬＹＳ Ｓ ＯＦ ＯＲＥＢＯＤＹ Ｉ ＢＹ ＡＣ Ｄ ＦＬ ３ ＥＸＣＡＶＡＴＩ ＯＮ
维普资讯
第ｌ ５ｏ ． ５．Ｎｏ ４ １１ ．
Ｄｅ ｅ ｅ ２ ０ ｃ． ｍｂ ｒ ０６
２０ ０ ６年 １ ２月
Ｍ Ｉ ＮＧ ＆ Ｍ ＥＴＡＬＬ ＮＩ ＵＲＧＹ
文章 编 号 ：０ ５ ８ ４２ ０ ）４— ０ １ ４ １０ —７ ５ ｌ０ ６０ ０ ０ —０
２ ．Ｋｅ ａ ｏａｏｙｏ ｇｎｅｉｇＧ ｏ ｃａ ｉ ，Ｉ ｓ ｔ ｔ ｏ ｅｌ ｙａｌ ｅｐ ｙｉ ，Ｃ ｉｅ ｙＬ ｂｒ ｔｒ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｅｍｅｈ ｎｃ ｎｔ ｕｅ ｆＧ ｏｏ Ｔ Ｇ ｏ ｈ ｓ ｓ ｈｎｓ ｆ ｓ ｉ ｇ ｄ ｃ ｅ
Ａｃｄ ｍ ｆ ｃ ｎｅ ， ｅ ｉｇ，０ ０ ９ Ｃ ｉａ） ａ ｅ ｙｏ ｉ ｃ Ｂ ｉ ｎ １０ ２ ， ｈｎ Ｓ ｅ ｓ ｊ
矿体 开采 的 Ｆ ＡＣＤ Ｌ ３数值模拟分析
吕淑 然 刘 红 岩 ２ ，
（ ．首都 经济 贸 易大学 安全 与环境 工程 学 院 ， 京 １０ ２ ； １ 北 ０ ０ ６ ２ ，中国科 学 院工程 地质 力学 重 点实验 室 ， 京 １０ ２ ） 北 ０ ０ ９

采矿工程数值分析与应用题目：基于FLAC3D的大采高综放工作面推进矿压显现规律数值模拟1 关键问题根据煤层、顶板冲击倾向性鉴定结果和曾发生的动力现象，并考虑到1301工作面复杂的开采条件(深部、特厚煤层、高地压、强承压水、高温、厚表土层、构造发育等)，认为1302N工作面开采面临潜在的冲击地压、帽裂等动力灾害威胁。

因此，本文提出应用FLAC3D研究工作面推进过程中矿山压力显现规律。

根据该规律，减少冲击地压等的动力灾害的发生，保证工作人员的生命安全，增大生产效率，提高产量。

2 工程背景2.1矿井基本概况山东新巨龙能源有限责任公司位于山东省菏泽市巨野县新巨龙镇，在巨野煤田中南部，东距巨野县城约20公里，西距菏泽市40公里，兖新铁路和327国道在井田上穿过，北临日东高速公路，东依京福高速公路、京沪铁路、京杭大运河，西靠京九铁路、济广高速、德商高速，交通便利。

公司占地面积 522808 平方米，矿井井田东起田桥断层，西至煤采地层底界露头，南起邢庄及刘庄断层，北至陈庙断层及第一勘探线，地理坐标为北纬35°05′～35°30′，东经115°47′～116°18′，南北长约12公里，东西宽约15公里，面积约180平方公里。

交通位置详见图2-1，其中A为新巨龙能源公司所在位置。

矿井地质储量16.83亿吨，可采储量5.1亿吨，设计生产能力600万吨/年，设计服务年限82年。

图2-1 交通位置图巨野属黄淮流域，北临黄河，境内水系健全，水资源丰富。

既有充足的地表水、地下水，又可常年引流黄河水，全县水资源总量3.76亿m3，可利用地表水1.3亿m3，可利用地下水2.47亿m3，人均水资源储量413.1m3。

即将动工兴建的大野水库，库容达2.5万m3，可为工农业发展和城镇居民生活提供用水保障。

巨野属暖温带大陆气候，四季分明，气候温和，雨水充沛。

年均气温13.5°C；年均降水量655mm；无霜期平均213天；年日照时数2329.2-2578.3小时。

第一部分：FLAC3D数值模拟上机报告计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30°、45°、60°，岩土体参数为：容重r＝2500 kg/m3, 弹性模量E＝1×108 Pa，泊松比μ＝0.3，抗拉强度σt＝0.8×106 Pa，内聚力C＝4.2×104 Pa，摩擦角φ＝17°试用FLAC3D软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边界条件，利用FLAC3D软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。

附换算公式：1 kN/m3= 100 kg/m3剪切弹性模量：881100.38510()2(1)2(10.3)EG Paμ⨯===⨯+⨯+体积弹性模量：881100.83310()3(12)3(120.3)EK Pa μ⨯===⨯-⨯-⨯一、坡度为30°的情况图1 倾角为30°的边坡(单位：m)算例分析：命令流：new;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 p4 100 2 40 &p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;定义本构模型model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix x range x -0.1 0.1fix y;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设置重力加速度set gravity = 10.0;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设定初始条件ini sxx 0.0 syy 0.0 szz 0.0 sxy 0.0 sxz 0.0 szz 0.0ini xvel 0.0 yvel 0.0 zvel 0.0ini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0; ＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;安全系数求解def calfosminf=0.1maxf=2.2loop while maxf-minf>0.01fs=(maxf+minf)/2.0refric=atan(0.30/fs)*180/3.14recoh=42000/fscommandpro fric refric coh recohset mech ratio 1e-5solve step 5000print fsend_commandaa=mech_ratioif aa<1e-5 thenminf=fselsemaxf=fsend_ifend_loopendcalfos图1 网格剖分图图2最小主应力云图图3最大主应力云图图4剪应变增量云图安全系数：因此，最终计算边坡稳定性系数为1.453516二、坡度为45°的情况图2 倾角为45°的边坡(单位：m) 算例分析：命令流：new;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 60 0 60 p4 100 2 40 &p5 60 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;定义本构模型model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix x range x -0.1 0.1fix y;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设置重力加速度set gravity = 10.0;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设定初始条件ini sxx 0.0 syy 0.0 szz 0.0 sxy 0.0 sxz 0.0 szz 0.0ini xvel 0.0 yvel 0.0 zvel 0.0ini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0; ＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;安全系数求解def calfosminf=0.1maxf=2.2loop while maxf-minf>0.01fs=(maxf+minf)/2.0refric=atan(0.30/fs)*180/3.14recoh=42000/fscommandpro fric refric coh recohset mech ratio 1e-5solve step 5000print fsend_commandaa=mech_ratioif aa<1e-5 thenminf=fselsemaxf=fsend_ifend_loopendcalfos图1 网格剖分图图2 最小主应力云图图3 最大主应力云图图4 剪应变增量云图安全系数：因此，最终边坡的稳定性系数为1.10894三、坡度为60°的情况图3 倾角为60°的边坡(单位：m) 算例分析：命令流：new;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 51.55 0 60 p4 100 2 40 &p5 51.55 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;定义本构模型model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix x range x -0.1 0.1fix y;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设置重力加速度set gravity = 10.0;＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;设定初始条件ini sxx 0.0 syy 0.0 szz 0.0 sxy 0.0 sxz 0.0 szz 0.0ini xvel 0.0 yvel 0.0 zvel 0.0ini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0; ＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞;安全系数求解def calfosminf=0.1maxf=2.2loop while maxf-minf>0.01fs=(maxf+minf)/2.0refric=atan(0.30/fs)*180/3.14recoh=42000/fscommandpro fric refric coh recohset mech ratio 1e-5solve step 5000print fsend_commandaa=mech_ratioif aa<1e-5 thenminf=fselsemaxf=fsend_ifend_loopendcalfos图1 网格剖分图图2 最小主应力云图图3 最大主应力云图图4 剪应变增量图安全系数：因此，最终边坡的稳定性系数为0.8957分析：根据三种角度的边坡的位移矢量图，当坡角为30°时，边坡的最大位移发生在边坡后壁某一深度处，这主要是重力梯度的作用结果，在坡脚处的位移很小，可见边坡的角度很小时，边坡基本不会发生沿坡面倾向方向的运动；由位移等值线图可见，边坡的最大位移都发生在坡脚处，且坡角越大的边坡，坡脚处的最终位移越大。

53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
科研热词 数值模拟 flac3d 稳定性 数值分析 采空区 采矿工程 软岩巷道 软岩 综放 硐室导巷 深裂缝 泄洪雨雾 沉降 岩质边坡 变形破坏 变形失稳模式 flac3d数值模拟 flac3d数值分析 高应力软岩 高山峡谷 高填方 高地应力 预应力锚索抗滑桩 非线性损伤 隧道开挖 隧道 随机 降雨强度 降雨历时 锚索支护 锚杆支护 钻爆法 钢纤维混凝土 逆作法 追踪距离 连拱隧道 过程 边坡 软弱围岩 路堑边坡 袁家湾滑坡 节理岩体 耦合支护 结构面 红庙煤矿 粘结力 箱型基础 穿越 稳定系数 稳定性评价 稳定性判据 稳定性分析
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142
复采 复杂空区稳定性 塌陷 地震荷载 地震动参数 地震 地铁隧道 地铁车站 地表裂缝 地表沉陷控制 地表变形 地压 地下管线 地下洞室群 地下洞室 围岩稳定性分析 围岩稳定 围岩控制 回收指标 厚硬岩层组 压力分散型锚索 卸荷 区段间煤柱 动力响应 加载速率 劈裂破坏 共同作用 作用机制 位移监测 交岔点 中厚倾斜煤层 三维锚索 三维变形效应 三峡花岗岩 lyapunov指数 flac3d数值分析

FLAC3D数值模拟⽅法及⼯程应⽤：深⼊剖析FLAC3D 5.0《FLAC3D数值模拟⽅法及⼯程应⽤:深⼊剖析FLAC3D 5.0》王涛等著⽬录第⼀章FLAC3D数值⽅法介绍1.1FLAC／FLAC3D简介1.1.1FLAC／FLAC3D研发历史1.1.2ITASCA公司简介1.2FLAC／FLAC3D计算的数学⼒学原理1.2.1显式有限差分⽅法的⼀般原理1.2.2显式／动态求解⽅法1.2.3空间导数的有限差分近似1.2.4本构关系1.2.5时间导数的有限差分近似1.2.6阻尼⼒1.2.7三维问题有限差分数值原理与⽅法1.3拉格朗⽇快速差分⽅法与有限元⽅法的⽐较1.4FLAC与通⽤有限元软件的⽐较第⼆章FLAC3D 5.0新功能及快速⼊门2.1FLAC3D 5.0新功能概述2.1.1FLAC3D 5.0简介2.1.2FLAC3D 5.0新功能2.2FLAC3D 5.0界⾯介绍2.2.1窗格2.2.2菜单栏2.2.3⼯具栏2.2.4标题栏2.2.5状态栏2.3FLAC3D 5.0基本操作2.3.1项⽬⽂件2.3.2命令执⾏2.3.3状态追踪2.3.4信息查看2.3.5数据⽂件2.3.6绘图输出2.3.7快捷命令2.4FLAC3D 5.0快速⼊门2.4.1FLAC3D 5.0基本概念2.4.2FLC3D 5.0基本命令2.5FLAC3D 5.0实例2.5.1问题描述2.5.2模型建⽴2.5.3本构及材料2.5.4初始、边界条件2.5.5监测求解2.5.6结果解释2.5.7开挖求解2.5.8结构⽀撑第三章⽹格的⽣成3.1⽹格⽣成基本⽅法3.1.1⽹格⽣成器的概述3.1.2调整⽹格为简单形状3.1.3⽹格密化3.1.4⽤FISH语⾔⽣成⽹格3.2⽹格拉伸⼯具3.2.1基本和核⼼概念3.2.2创建视图中的操作3.2.3拉伸视图中的操作3.2.4补充信息3.3使⽤⼏何数据3.3.1⼏何数据3.3.2可视化3.3.3指定组3.3.4⼏何范围3.3.5加⼤离散化或致密化单元体3.3.6⽤FLAC3D命令实现SpaceRanger功能——解决模型问题3.3.7表⾯地形和分层第四章FLAC3D中内置语⾔——FISH语⾔4.1FISH语⾔简介4.2代码的编写规范4.2.1命名规则与代码书写4.2.2查错⽅法4.3变量与函数4.3.1变量与函数名4.3.2函数的创建4.3.3函数的调⽤4.3.4函数的删除和重定义4.3.5变量与函数的区别及适⽤范围4.4数据类型4.4.1基本类型4.4.2运算符和类型转换4.4.3字符串4.4.4指针4.4.5向量4.5控制语句4.5.1选择语句4.5.2条件语句4.5.3循环语句4.5.4其他结构控制语句4.6FISH与FLAC3D的联系4.6.1被FLAC3D修改4.6.2FISH函数的执⾏4.6.3执⾏FISH中的命令4.6.4错误处理4.6.5FISH调⽤4.7应⽤实例第五章FLAC3D中的本构模型及⼆次开发5.1理论介绍及使⽤指南5.1.1概述5.1.2FLAC／FLAC3D中的本构模型5.1.3空模型组5.1.4弹性模型组5.1.5塑性模型组5.2开发⾃定义本构5.2.1简介5.2.2⽅法5.2.3执⾏5.3开发实例——以Burgers为例5.3.1准备⼯作5.3.2头⽂件（.h）5.3.3源⽂件（.cpp）5.3.4⽣成.d11⽂件5.3.5验证第六章FLAC3D中的流固耦合分析6.1概述6.2流固耦合计算模式6.2.1⽆渗流模式6.2.2渗流模式6.3流体分析的参数和单位6.3.1渗透系数6.3.2密度6.3.3流体模量6.3.4孔隙率6.3.5饱和度6.3.6不排⽔热系数6.3.7流体抗拉强度6.4流体边界条件，初始条件，源与汇6.5单渗流问题和耦合渗流问题的求解6.5.1时标6.5.2完全耦合分析⽅法的选择6.5.3固定孔压（有效应⼒分析）6.5.4单渗流分析建⽴孔压分布6.5.5⽆渗流——⼒学引起的孔压6.5.6流固耦合分析6.6验证实例第七章FLAC3D中的流变分析7.1概述7.2FLAC3D中的蠕变模型7.2.1概述7.2.2MAXWELL。

桥台边坡加固方案FLAC数值模拟计算报告1边坡稳定及加固方案计算本次计算采用美国FLAC3D6.0软件，采用二维有限差分方法，结合小里程桥台边坡加固项目，重点研究边坡在自然条件及各个推荐加固方案下的安全系数及塑性破坏与形变规律，评价边坡的稳定性，以研究对桥梁运营的安全保证。

本次研究的小里程桥台边坡断面，边坡最大高差约42.7m，属于一级高边坡分类，安全等级一级边坡，边坡的加固成效将对后期桥梁的运营起着重要影响，因此本研究将从施工力学角度对各个方案进行分析论证，以找出最佳方案为施工借鉴。

1.1 岩体物理力学特性根据该勘查资料中岩土体的物理力学参数指标（本次计算为按小里程参数，因强风化弹性模量参数未给，将按中风化岩石的20%参考取用），各岩土强度值按标准值取为：根据边坡所处地理位置及组成成分,参照表1中力学参数取粘聚力c、内摩擦角φ、密度、泊松比μ，FLA程序可以根据反算公式B=E/3(1- 2μ)，S=E/2(1+μ)，（式中：B为土体的体积模量,S为土体的剪切模量，E为土体的弹性模量）很容易的确定FLAC 软件中计算需要输入的各层土体的体积模量及、剪切模量。

1.2 边坡计算方法1965年，外国学者R. W. Clough率先在土石坝受力分析上运用了有限元分析方法。

在复杂土体作用下的土石坝稳定性得到了有效的分析。

从此以后，各国研究学者将其方法应用于各领域。

迄今为止，在岩土工程中此方法一样发挥着重要的作用，已经把许多重大项目的诸多问题[75]解决了。

随着计算机技术快速发展，岩土工程师越来越青睐根据实际工程概况使用数值模拟软件来解决难题。

随着数值计算方法的迅速发展及计算机技术的不断革新，很多类似的数值模拟软件被设计、开发出来，为工程研究提供了有力的工具，如ANSYS 、FLAC 、Midas 等软件。

FLAC 软件是土木工程领域应用最多的研究型数值模拟软件之一，该软件由 Cundall 和美国 ITASCA 开发的有限差分数值计算程序。

近年来，各种数值模拟技术在岩土力学中有了很大的发展和广泛的应用。

然而，这些数值分析方法其理论本身以及采用的算法都有各自的局限性。

例如有限元和边界元都有小变形的假设，且需要大量的内存。

近年来发展起来的快速拉格朗日分析( Fast Lagrangian Analysis of ，简称是在较好吸取上述方法的优点和克服Continua FLAC)其缺点基础上形成的一种新型数值分析方法。

FLAC3D是美国公司为地质工程应用而开发Itasca Consulting Group, Inc.的基于拉格朗日差分法的一种三维显式有限差分程序，它不仅适宜于处理大尺度、大变形工程和地质问题，而且可以在初始模型中加入诸如断裂、节理构造等地质因素。

目前，FLAC3D软件已经广泛应用于工程地质、岩土力学以及构造地质学和矿山工程领域。

本文以三峡工程万州库区安乐寺滑坡为例，阐述了FLAC3D在滑坡稳定性流—固耦合分析中的应用。

1 FLAC3D的解析特点和计算流程解析特点1.1无论是静力还是动力问题，三维快速拉格朗日分析都利用动态的运动方程进行求解，这使得三维快速拉格朗日分析很容易模拟动态问题，如振动、失稳、大变形等。

同有限元相比，FLAC3D具有以下几个特点：（）1FLAC3D基本原理类同于离散单元法，但它能像有限元法那样适用于多种材料模式与边界条件的非规则区域的连续问题求解。

（）该程序采用了离散元的动态松弛法，不需要求解2大型联立方程组（刚度矩阵），便于在微机上实现。

（）基于拉格朗日算法，适合模拟大变形，且能模拟3基于FLAC3D的滑坡稳定性数值模拟分析高圣益1，魏学勇2，周晃3（．长江空间信息技术工程有限公司，武汉；．中国地震局地壳应力研究所，北京；1 4300192 100085．重庆市巫山县国土资源局，重庆）3 404700摘要：在介绍FLAC3D基本特点的基础上，利用FLAC3D软件对万州安乐寺滑坡在水库不同蓄水位条件下的滑坡稳定性进行了流—固耦合模拟分析研究。