FLAC3D在某工程深基坑开挖数值模拟中的应用

运用FLAC3D软件对某工程深基坑进行了开挖模拟。计算中采用摩尔-库仑弹塑性模型,基坑围护结构与上体之间的接触面运用接触单元。通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降和墙体侧向位移,为工程设计与施工提供参考。     

基于FLAC3D的圆形隧道应力位移的数值模拟与分析

利用现阶段国内外流行的岩土数值分析软件FLAC3D，模拟分析了圆形隧道围岩不同阶段的应力和位移，并把数值解和理论解析解进行了对比；分析了剪胀性对于隧道围岩应力位移的影响，对隧道工程的设计和施工有指导作用和参考价值。     

扩机工程基坑开挖爆破振动效应及控制措施研究

针对广西桂平航运枢纽扩机工程基坑岩石钻爆开挖对临近纵向围堰和灌浆帷幕产生不利振动的安全问题,采用数值模拟方法,研究钻爆开挖诱发的振动响应特性及规律,寻求振动响应与距基坑钻爆部位水平距离及开挖深度的相关性。从爆破振动安全和施工有效控制的角度,依靠数值模拟结果和振动控制标准,将基坑开挖区域分为严格作业区、谨慎作业区和一般作业区。严格作业区宽度为5 m,采用机械或静态破碎开挖,谨慎作业区和一般作业区分别采用浅孔爆破和中深孔爆破。     

基坑开挖变形与支护结构稳定性研究

软土的存在通常会影响基坑开挖以及支护结构的稳定性。为研究软土对基坑开挖的变形过程以及支护结构稳定性的影响,以某基坑开挖支护案例为研究对象,采用Flac3d软件模拟分析基坑及支护结构位移。研究结果表明：1）采用连续墙+内支撑的措施可有效约束基坑侧向位移,但基坑底部回弹变形较大,须采取相应措施。2）支护结构的位移均较小,符合工程安全要求,但仍需要加强连续墙底部位移以及第一道支撑竖向位移和第二道支撑水平位移的监测。3）将基坑侧壁顶部位移的数值模拟结果与监测数据进行对比,误差为4%,说明该文数值模拟具有一定的有效性。     

爆破荷载下边坡动态响应的FLAC3D模拟研究

为了研究爆破作用下布沼坝西帮的动态响应规律,通过对边坡施加一个实测振动波,利用FLAC3D分别从应力场分布、速度和位移响应规律3个方面来进行计算结果的研究和讨论。结果表明:在爆破荷载的作用下,随着边坡深度的增加,边坡体所受的压应力逐步增大;随着高程的增大,边坡质点的速度和位移均出现放大作用;边坡主要还是受自重应力影响,清帮爆破荷载对边坡稳定性影响不大。     

基坑开挖数值模拟中土体本构模型的选取

基坑开挖数值分析中的一个关键问题是选取一个合适的土体本构模型。该文通过对基坑开挖过程中土体的主要应力变化路径进行分析, 指出开挖条件下的土体本构模型应能合理考虑土体变形特性的应力路径相关性和压硬性。在介绍与分析几种常用土体本构模型特点的基础之上, 通过模拟应力路径三轴试验、基坑工程算例与工程实例的对比分析, 探讨了常见土体本构模型的适用性。分析表明, Hardening Soil Model采用了不同的加荷与卸荷模量, 能够反映土体应力路径的影响, 且考虑了土体模量的应力水平相关性, 能预测得到较合理的坑壁侧移、地表沉降以及支护结构的内力, 因而建议采用Hardening Soil Model进行基坑开挖数值模拟分析。     

基坑桩锚支护与数值模拟

基坑支护工程是岩土工程的重要组成部分,也是保证基坑稳定的重要技术环节。在城市迅速发展中的今天,大部分的基坑都要受到周围环境的制约,从而给支护技术提出了更高的要求。由于桩锚支护独特的支护特性与受力性能,从而在现阶段施工过程中得到了广泛的运用。本文通过对邯郸市某地区的一个工程实例为研究对象,对桩锚支护最新研究现状、设计理论、稳定性研究以及对工程进行三维软件FLAC3D数值模拟分析。     

基于复合消能爆破技术的海底基坑开挖数值模拟研究

水工建构筑物岩石基础开挖在整个工程项目中有着重要的作用,如何在保证结构基础开挖至指定标高的前提下减小对建基面岩体的破坏和损伤是爆破开挖的关键和难点所在。本文使用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真模拟软件对水下40 m岩体在爆破开挖下的损伤状况进行了数值模拟.对复合消能结构、加入柔性垫层以及传统装药结构三种爆破技术分别在24.5 cm×24.5 cm×30 cm的岩体模型中进行爆破开挖模拟,模拟过程采用流固耦合算法,并对岩体模型添加0.4 MPa水压模拟40 m水深环境,结果发现在相同条件下,采用复合消能爆破技术可以使基底损伤深度减小38.89%,降低保留岩体能量传递30.52%,削弱保留岩体损伤程度30.90%。结果表明：复合消能结构可以有效控制建基面保留岩体损伤形态和范围,保护效果明显,可应用于水下岩体开挖的建基面保护工作。     

大面积连排基坑开挖对紧邻地铁车站的影响分析

该文针对徐州市轨道交通2号线物资市场站综合配套项目的基坑开挖工程,采用Midas建立二维有限元模型,计算不同地块紧邻基坑施工过程中既有地铁车站的内力及变形,来分析连排基坑、不同支撑形式基坑对车站的影响程度。研究表明,紧邻基坑开挖导致既有车站产生上部向坑外,下部向坑内,整体上浮的变形,而不同的支撑布置可较大程度地改变这种结构变形;连排基坑中非紧邻基坑施工对车站影响较小。     

采用Blum法计算参数对基坑进行数值模拟分析

本文以长春农贸商场大厦的基坑工程为研究案例,根据计算的结果采用理正软件进行稳定性分析及支护结构的位移与内力计算,并应用Midas—GTS软件进行周围土体的变形特性分析。     

岩体隧道开挖过程中围岩稳定性的数值分析

天然岩体在隧道开挖过程中会受到不同程度的扰动,在岩性较好的地层中,研究岩体在开挖过程中的围岩稳定性,对于隧道开挖有着重要的意义。本文以重庆至长沙公路水江至界石段南湖隧道工程为例,运用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型。分析岩体在开挖过程中无支护条件下围岩的自稳能力,着重分析洞室周边各关键点在开挖过程中的位移和应力的变化规律,为其他相类似的工程提供有益的理论依据。     

运用FLAC~(3D)对水泥土桩加固液化砂土地基的分析

该文运用三维有限差分软件FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua)对水泥土桩加固的液化砂土地基建立模型并进行地震响应分析,从计算机数值模拟的角度对水泥土桩加固模型地基竖向位移、超静孔隙水压力、孔压比、剪应变增量、接触面剪力及表面加速度作了较系统地分析,总结了这些参数的变化规律,得到了一些有价值的结论,对实际工程有一定的指导意义。     

基于 Deform-3 D 的汽车摆臂辊锻制坯模拟优化研究

分析了某汽车摆臂的结构,提出用铝合金棒料进行三道次辊锻制坯的工艺,采用Deform-3D软件对其辊锻制坯过程进行有限元模拟研究,用正交试验的方法对坯料温度、辊锻模预热温度和辊锻模转速的参数组合进行了优化,为此种类型摆臂的开发、设备的选择提供了理论依据。     

采矿爆破振动对巷道围岩影响的数值模拟研究

采用FLAC3D3.0数值模拟软件,对巷道围岩在自然应力状态下和爆破振动荷载作用下巷道的围岩应力场、变形场和塑性区的状况及其变化特征,进行了计算机数值模拟。得到了采矿巷道的应力场和变形场,根据结果对比分析得出深孔爆破振动荷载对巷道围岩的影响及其特点。     

同轴送粉金属激光3D打印熔池流动、成分分布以及组织生长数值模拟的研究进展

在“中国制造2025”、美国《国家先进制造战略计划》、欧洲航天局《惊奇计划》、日本《增材制造科研计划》、新加坡《工业增材制造项目》以及欧盟《3D打印标准化路线图》等全球新型制造技术迅猛发展的机遇下,金属激光3D打印融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术,以数字化模型文件为基础,通过软件与数控系统将特制材料逐层堆积固化,制造出实体产品,该技术日益成为国内外专家学者的研究热点。它与传统的对原材料进行切削、组装的加工模式不同,是通过材料累加的原理,从无到有地制造产品的新型技术工艺。也正是由于增材制造的这种技术特点,使得它受到全球的广泛关注,将可能会给传统的制造业带来一系列深刻的变革。其中同轴送粉式金属激光3D打印技术因具有成形尺寸大、可利用材料范围广、成形件的材料性能优异等特点,在航空航天、交通、医疗与能源等领域有着广阔的应用前景,成为金属增材制造主流的工艺技术。 3D打印熔池中存在着传热、对流、传质、气-液界面冶金反应以及固-液界面扩散等复杂的动态物理冶金过程。熔池的流体力学行为直接影响材料组织的均匀性以及致密性,因此,如何通过流体力学方法对熔池的流体动态过程进行模拟,建立熔池温度和流场的三维非稳态模型,并定量分析浮力、表面张力、粉末冲击力以及综合作用对3D打印过程温度场、速度场和熔池形态的影响是需要解决的关键问题。 数值仿真模拟是研究同轴送粉式金属激光3D打印熔池动力学过程的重要手段之一。目前,在关于同轴送粉式金属激光3D打印数值模拟和激光焊的数值模拟研究中,已包含较为全面的多尺度数值模型,例如光-粉耦合作用数值模型、熔池气-液界面和固-液混合区界面追踪模型、熔池瞬时变化的热场和流场分析模型、熔池中合金元素的分布过程介观模型以及基于相场法的熔池形貌和显微组织凝固元胞自动机模型等。 本文主要阐述国内外研究学者对同轴送粉式金属激光3D打印仿真模拟的研究进展,主要集中在3D打印过程中熔池瞬时变化的热场和流场分析、合金元素的分布过程以及熔池形貌和显微组织凝固等方面。由于数值模拟方法具有一定的通用性,为了更全面地介绍与同轴送粉式金属激光3D打印技术相关的数值模拟方法,本文也涉及了少量送粉式激光熔覆以及激光电弧填粉焊接等过程的数值模拟工作。     

基于CDEM的岩石基坑爆破效果的数值模拟

为探讨延时时间及炮孔间距对岩石基坑爆破破碎效果的影响规律,依托大连地铁五号线虎滩公园站,建立岩体二维数值计算模型,通过连续-非连续数值模拟方法(CDEM)中的JWL爆炸模型及断裂能模型,对岩石基坑开展了爆破过程的数值模拟,并通过应力、振动速度、平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率及系统破裂度等指标进行综合分析。结果显示：模型监测点处以拉应力破坏为主导,延时35 ms时应力波叠加效果较好,引起的模型监测点峰值振速较小;随着延时的增大,岩石爆破效果逐渐变差,而当延时为25 ms时,较短的延时不利于应力波的传播和衰减导致爆破效果不佳。监测点处y方向峰值振动速度随着炮孔间距L的增大逐渐减小,岩石爆破效果逐渐改善,而过大的炮孔间距会阻碍应力叠加。炮孔间距6 m时能够有效减少大块率,爆破破碎效果最佳。改变炮孔间距相对于改变延时时间大块率降低了3.2%,系统破裂度提高了3.8%,因此,改变炮孔间距优于改变延时时间的爆破效果。     

采空区剩余沉降量FLAC~(3D)数值模拟计算方法

采空区剩余沉降量计算是确定采空区危害程度的一种定量的方法,其可靠性、准确性和可操作性直接关系到采空区治理质量的好坏。本文通过FLAC3D数值计算方法对西沟新村基建下覆采空区剩余沉降量进行计算,经过与实测资料的对比,结果相一致,说明该计算方法准确可靠,可为基建下覆采空区质量检测以及剩余沉降量的计算方法提供有益的借鉴。     

爆破荷载作用下岩石边坡动态响应的FLAC3D模拟研究

已有的岩石边坡爆破动力响应分析多用有限单元法.作者尝试运用FLAC3D的动力分析模块进行岩石边坡爆破动力响应分析.建立了能够反映主要地质构造的三维岩石边坡数值模型.介绍了三维有限差分程序FLAC3D动力分析的理论基础,包括边界条件的设定、动力荷载的输入、阻尼的选取以及岩体本构模型的选择.采用FLAC3D模拟了该岩石边坡在爆破荷载作用下的动态响应.分析了爆破结束后边坡体内位移场、应力场、速度场以及塑性区的分布情况,并与爆破前进行对比.将计算结果与实测数据进行了比较,结果表明FLAC3D用于爆破荷载作用下岩石边坡动态响应的数值模拟是可行的.     

爆炸地震波对地面结构影响效应的数值模拟

运用LS-DYNA3D程序对封闭岩体中的爆炸过程进行了数值模拟,研究表明,利用LS-DYNA3D 程序模拟得出的质点振动速度峰值与理论公式计算出的结果基本相符;另外,模拟得出的随时间变化的地震动加速度可作为地面结构响应计算时的激励,这克服了爆炸地震波激励难以确定的困难,为爆炸地震波对地面结构的影响效应研究及计算方法提供了一定的参考.     

RGV人工补货工位的人机系统设计及3D模拟

针对中国普天集团烟草分拣项目的人性化设计,应用人机系统设计方法及3D模拟,并以子系统中RGV人工补货工位为例进行设计与研究,通过对其约束条件和系统作业流程的分析,建立人机系统模型,主要解决其系统人性化设计环节相对薄弱的问题。