中国地质大学数值模拟上机报告讲解

1、精选优质文档-倾情为你奉上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r2500 kg/m3, 弹性模量E1×108 Pa，泊松比0.3，抗拉强度t0.8×106 Pa，内聚力C4.2×104 Pa，摩擦角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：体积弹性模量：一、

2、 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

3、 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

4、def calfos minf=0.1 maxf=2.2 loop while maxf-minf>0.01 fs=(maxf+minf)/2.0 refric=atan(0.30/fs)*180/3.14 recoh=42000/fs command pro fric refric coh recoh set mech ratio 1e-5 solve step 5000 print fs end_command aa=mech_ratio if aa<1e-5 then minf=fs else maxf=fs end_if end_loopendcalfos专心-专注-专业图

5、1 网格剖分图 图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图图6 最小主应力云图图7 最大主应力云图安全系数：因此，最终计算边坡稳定性系数为1.二、 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 10 gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 60 0 60 p4 100 2 40 & p5 60

6、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 sx

7、z 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 calfos minf=0.1 maxf=2.2 loop while maxf-minf>0.01 fs=(maxf+minf)/2.0 refric=atan(0.30/fs)*180/3.14 recoh=42000/fs command pro fric refric coh recoh set mech ratio 1e-5 solve step 5000 print fs end_command aa=

8、mech_ratio if aa<1e-5 then minf=fs else maxf=fs end_if end_loopendcalfos图1 网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图图6 最小主应力云图图7 最大主应力云图安全系数：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 10 gen z

9、one 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

10、 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 calfos minf=0.1 maxf=2.2 loop while maxf-minf>0.01 fs=(maxf+minf)/2.0 refric=atan(0.30/fs)*180/3.14 recoh=42000/fs command p

11、ro fric refric coh recoh set mech ratio 1e-5 solve step 5000 print fs end_command aa=mech_ratio if aa<1e-5 then minf=fs else maxf=fs end_if end_loopendcalfos图1 网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量图图6 最小主应力云图图7 最大主应力云图安全系数：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

12、，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。通过边坡剪切应变增量和速度矢量图，可以明显看到除30°的边坡外，45°和60°的边坡都存在贯通的塑性区域，即潜在滑动面，速度矢量图有利的佐证了质疑判断，因滑动面外侧区域各网格点的速度明显大于其他区域，说明这一区域出现明显的滑动。由三种角度边坡的安全系数可见：坡脚越大，边坡稳定性越差，当坡脚达到某一角度时，边坡的稳定性将小于1，即可能发生破坏。四、 坡度为60°

13、;的边坡开挖情况算例分析：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 50 0 50 &p4 100 2 40 p5 50 2 50 p6 100 0 50 p7 100 2 50 size 30 1 10gen zone brick p0 53 0 50 p1 100 0 50 p2 53 2 50 p3 63 0 60 &p4 100 2 50 p5 6

14、3 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 15 1 10gen zone brick p0 45.77 0 50 p1 53 0 50 p2 45.77 2 50 p3 51.55 0 60 &p4 53 2 50 p5 51.55 2 60 p6 63 0 60 p7 63 2 60 size 15 1 10 group exc1gen zone brick p0 40 0 40 p1 50 0 50 p2 40 2 40 p3 45.77 0 50 &p4 50 2 50 p5 45.77 2 50 & size 30 1 10 gro

15、up exc2group section2 range y 0 2 group exc2group section1 range y 0 2 group exc1attach face; ;定义本构模型mod elaspro density 2500 bulk 0.83e8 she 0.38e8 ; ;设置边界条件fix x y z range z -.1 .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 0 0 -10.0; ;设定初始条件ini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0

16、ini xvel 0 yvel 0 zvel 0; ;开挖mod mohrpro density 2500 bulk 0.83e8 she 0.38e8 fric 17 coh 4.2e4 ten 0.8e6 dila 20mod null range group section1mod null range group section2;安全系数求解 def calfosminf=0.1maxf=2.2loop while maxf-minf>0.01fs=(maxf+minf)/2.0 refric=atan(0.30/fs)*180/3.14recoh=42000/fscommandpro fric refric coh recoh set 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 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5剪应变增量云图图6 剪切状态图安全系数：所以，开挖后的安全系数为1.3387分析： 由位移等值线图可知，开挖前后位移场可见，边坡位移最大的地方为坡脚，但是对坡肩开挖后，坡