工程地质数值法-FLAC3d模拟

《工程地质数值法》课程论文论文题目：水窖开挖工程模拟专业方向：建筑与土木工程姓名：学号：2015年9月1日1.工程概况在地面上开挖一个尺寸为2m×4m×5m的存水地窖，其横截面图如图1。要求分析开挖后土体受力情况。图1睡觉开挖横截面图2.分析目的利用有限单元法分析得出梁以下各个单元不同受力状况，计算出梁下应力分布状况。3.计算参数将地下6m×8m×8m的土体作为计算范围，水窖尺寸为2m×4m×5m，G=100MPa，3mkg2000，35.0。4.有限元模型计算模型（见图）计算模型图建立一个6m×8m×8m，的立方体模型，将整个水窖包含其中，然后取其中一半进行开挖模拟，分析开挖后应力应变及位移变化情况。施工过程中在底部位置监测开挖时的各种变化。具体命令流入下：newgenzonebrickp0=(0,0,0)p1=(6,0,0)p2=(0,4,0)p3=(0,0,8)size6,4,8ploblogroupmodelmohrinidens1000fixxrangex-0.10.1fixxrangex5.96.1fixyrangey-0.10.1fixyrangey3.94.1fixzrangez-0.10.1propbulk1e8shear0.3e8fric35propcoh1e10tens1e10setgrav00-9.81solvesave初始应力.savmodelnullranz38x24y02propbulk3e8shear1e8histid=1gpzdis203histid=2gpxdis203solvesave开挖后.savcalloutput.txt其中output命令流为：nrestore初始应力.savploblogroupouonsetplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file模型.jpgploconszzouonsetplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file竖向应力云图.jpgploconsxxouonsetplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file横向应力云图.jpgnrestore开挖后.savploconzdisouonsetplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file垂直位移（沉降隆起）.jpgploconxdisouonsetplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file水平位移1.jpgplothist1setplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file检测1.jpgplothist2setplotjpgsetplotjpgsize(1024,768)quality2plothard'Base'file检测2.jpg5.计算结果及分析通过FLAC3D分析以后得到的开挖以后水平位移图、垂直位移图、横向应力图、及竖向应力和监测点的各类图像如下图所示：水平位移图垂直位移图竖向应力云图横向应力云图监测点竖向位移图监测点水平位移图由各类图形可以分析得知，在开挖过后开挖处竖向中心位置出现了最大的水平应力，而且有竖向中间点向上下两边应力为缩小趋势，所以在开挖后竖向中间位置最有可能出现破坏隆起。然而竖向上整体应力分布还是遵循重力产生应力的规律，由上到下逐渐应力增加。在监测点处出现了有X轴正方向和Z轴负方向运动的趋势。这说明了在紧随开挖壁的底部土体有向坑内隆出和线下沉降的趋势。6.结论1、开挖后开挖两壁有向坑内隆出的趋势，而且最大的隆出可能位置会出现在开挖壁中部；2、整体竖向应力分布由上到下逐渐增大，这跟重力产生应力分布情况相符合；3、在开挖后底部紧邻开挖壁的地方土体有沉降和向坑内隆起的趋势。