基于FLAC3D和ANSYS的岩质边坡混凝土置换加固效应的组合网格法

通过系统分析组合网格模型的计算原理,为达到计算收敛快且精度高的要求,提出结合FLAC3D和ANSYS两种数值软件的组合网格法对岩质边坡混凝土置换加固效应进行模拟求解,同时采用等效插值方法解决组合网格间边界不匹配的问题。实例计算结果表明,此方法适用于岩质边坡混凝土置换加固效应的研究,可充分发挥FLAC3D与ANSYS软件各自的功能优势,能减少建模工作量,节省模型计算时间。     

岩质高边坡开挖控制爆破技术及动力响应研究

岩质高边坡开挖控制爆破技术及动力响应研究张云（西北院水工一处，西安，７１０００１）１概述岩质高边坡开挖控制爆破技术及动力响应研究是《岩质高边坡及加固措施研究》（８５—２０８—０３—０２）专题的主要研究内容之一，着重研究人工高边坡在开挖过程中爆破对边坡...     

爆破开挖扰动下顺层边坡动力响应规律数值模拟研究

以宜昭高速公路工程取料场爆破开挖产生的岩石边坡为计算实例,结合通用有限元软件ABAQUS对爆破荷载作用下岩质边坡开挖时的振动响应进行三维数值模拟研究,利用爆炸等效荷载施加方法,结果得到了岩质边坡支护完成后,在爆破荷载作用下支护结构面上质点振动速度变化规律和应力特性。     

极限平衡法和FLAC~(3D)在岩质边坡稳定性分析中的运用

运用极限平衡法和FLAC3D对一岩质边坡进行稳定性分析。对比研究的结果一致,表明综合运用传统分析方法和数值模拟手段对岩质边坡进行分析能够取得良好效果。     

FLAC3D在边坡稳定分析中的应用

针对极限平衡法对边坡进行稳定分析时不能解决边坡分析的变形问题。利用FLAC3D软件内嵌的强度折减法对某一土质边坡进行数值模拟。通过模拟可以得到边坡的安全系数以及边坡土体的应力场、位移场的变化规律,得出最大位移所在的位置。结果表明,FLAC3D在解决边坡稳定分析的变形方面有着较大的优势。     

岩质库岸边坡的动力响应试验研究

为了研究地震作用下库岸边坡动力响应变化,使用有限元软件建立三维数值模型,并得到不同水-岩周期与周期性循环加载、水-岩周期共同作用条件下边坡加速度放大系数变化趋势。试验结果表明：在未考虑水-岩作用时,边坡各观测点放大系数随着高程的增大而逐渐变大,增长趋势表现为折线状增长,在坡顶处达到峰值,这与实际规律相符;在考虑水-岩作用时,消落带观测点放大系数增长较大,而其他观测点放大系数则持续减小;水位为150m与180m时,边坡消落带与其他位置测点放大系数变化规律相似,边坡动力响应在地震条件下变化相似。与水位为150m时相比,水位为180m时观测点的放大系数更大。     

开挖扰动对裂隙岩质边坡损伤的影响

岩体可视为非均质的多相复合结构,其内部存在各种天然裂隙。基于连续介质损伤力学及断裂力学理论,分别分析弹性阶段的初始损伤和开挖造成裂隙扩展的损伤,推导出裂隙岩体弹塑性损伤本构关系;通过二次开发将弹塑性损伤本构方程程序化,编译FLAC3D自定义裂隙岩体弹塑性损伤扩展本构模型。应用自定义本构模型对广西凤山县石灰岩矿山边坡进行数值模拟分析,结果表明:边坡中上部损伤度较高,两步开挖后产生较大的位移,即边坡中上部裂隙存在扩展贯通进而发生滑移的可能,应对该区域进行系统的锚固。     

岩质边坡地震动力响应研究进展

针对岩质边坡地震动力稳定性研究方法及其特点进行概述分析,同时也对基于不同研究方法得出的结论进行概述。研究方法主要包括Ｎｅｗｍａｒｋ滑块计算方法、拟静力法、模型试验方法、数值分析方法和能量分析方法。主要通过岩质边坡动力稳定性研究方法的发展、应用及特点进行了分析,同时,着重分析了现有岩质边坡动力稳定性研究方法的特点及不足,并进一步提出了岩质边坡动力稳定性研究方法的存在问题及发展趋势,为以后的相关研究提供基础。     

边坡动力响应规律探讨

振型代表了边坡岩土体在某一频率地震荷载作用下质点振动强弱的空间分布,是弹性波在边坡岩土体内传播规律的一种映像。通过模拟场地地脉动信息,研究边坡在微振作用下的振动特征,了解边坡自振规律,依据边坡地震动力稳定性分析系统的基本模块探讨边坡微振型分布和边坡破坏规律的内在联系,推断边坡在遭遇未来强震作用时可能发生破坏的部位及边坡体可能出现的破坏方式。     

溶洞对岩质边坡爆破开挖的影响研究

为探究岩质边坡溶洞对爆破开挖施工的影响,以六盘水—黄果树高速公路一标段岩质高边坡开挖为例,整个边坡开挖工程中综合采用了浅孔控制爆破、深孔控制爆破和静态破碎剂综合施工,同时采用静态预裂和阻抗消能的方法,降低了边坡开挖施工风险。使用有限元对岩质边坡斜孔爆破进行数值模拟,研究结果表明:爆破对岩体边坡中溶洞外侧岩体动应力较小,外侧岩体不易破碎;若溶洞外侧岩体破碎,可以在溶洞区域减小药量进行爆破,避免产生大量飞石。     

基于ADINA平台的FLAC^3D建模

FLAC^3D缺乏可视化的建模工具，建模难度较大，提出了以ADINA有限元程序建立三维模型，划分网格，采用VC写了ADINA-FLAC^3D的接口程序，实现了FLAC^3D的快速建模。并通过工程实例验证了该方法的有效性。     

基于非连续变形分析方法的爆破荷载下不同类别岩体的动力响应

鉴于工程岩体的不连续性,将爆破荷载进行简单等效之后,将非连续变形分析方法引入研究爆破荷载下不同类别岩体的动力响应问题。分析结果表明,不同坚硬程度和不同完整程度的岩体中爆破荷载的动力响应区别明显,坚硬程度愈高,完整程度愈好,则同样距离情况下岩石的起始振动时间愈早,振速峰值愈高。     

基于FLAC3D的围堰边坡稳定流-固耦合分析

应用FLAC3D对某围堰体及覆盖层的边坡稳定进行了流-固耦合分析。基于Darcy定律和Biot方程,考虑堰体边坡或者覆盖层开挖,以及防渗墙上游有无土工膜对围堰边坡稳定的影响,对施工过程中的4种工况进行了模拟。计算结果表明:下游覆盖层的开挖对围堰体及覆盖层边坡稳定的影响是局部的,对围堰和覆盖层的整体稳定没有产生较大的影响;上游堰体铺设的土工膜对围堰防渗有一定的效果,能够减小渗流量,有效减少塑性破坏区的范围,增加围堰的稳定性。     

基于FLAC3D多裂隙模型的层状岩质边坡破坏特征及稳定性

采用FLAC3D多裂隙本构关系,建立层状岩坡平面破坏特征的各向异性数值分析模型。运用强度折减法,得出边坡安全系数与层间弱面倾角β、坡角α、坡高H以及岩体抗剪强度之间的关系,并采用灰色关联法给出了各因素对安全系数的影响程度。研究结果表明:顺倾向边坡,当β≤15°时,其破坏形式主要是拉裂-剪切-滑移破坏,滑面不沿层间弱面;当15°βα时,产生顺层滑移破坏;当β≥α时,坡顶处沿弱面滑移,坡角处弯折破坏。反倾向边坡,当β50°时主要为压剪破坏,β较大时(β≥50°)为倾倒破坏。随着β的增大,顺倾向边坡的安全系数呈先减、后增、再减的趋势,且水平层状边坡的稳定性要高于直立边坡;反倾向边坡的安全系数变化趋势与顺倾向边坡相反。当βα时,顺倾向边坡的稳定性要高于同倾角的反倾向边坡。顺倾向边坡,坡高对其稳定性影响最大,其次为弱面黏聚力和坡角,而弱面倾角和弱面摩擦角相对影响较小;反倾向边坡,各因素对其稳定性的影响程度依次为弱面摩擦角、坡角、坡高、弱面黏聚力和弱面倾角。     

东圳水库大坝三维动力反应分析

针对东圳水库过去设计时没有进行过具体的抗震验算。在土石坝除险加固设计时,利用FLAC3D计算机数值模拟手段对坝体动剪应力、坝体永久变形、坝顶加速度、液化敏感性等进行三维动力反应分析,评价大坝的地震安全性和抗震性能。结果：东圳水库大坝在抗震设防烈度7度情况下其抗震稳定性良好。     

FLAC～(3D)在海河堤岸锚杆支护结构分析中的应用

阐述了岩土工程数值分析程序FLAC3D模拟锚杆支护结构的原理与应用.结合海河堤岸预应力锚杆支护加固工程实例,应用FLAC3D程序建立了试验锚杆和堤岸结构的三维数值分析模型,得到了预应力锚杆加固土体的应力、位移分布规律,计算结果与实际观测结果吻合较好,证明FLAc3D程序用于海河堤岸预应力锚杆支护结构分析是可行的.     

大渡河摩岗岭地区不同坡体地震动响应研究

大渡河河谷摩岗岭地区为地震高发区,采用FLAC~(3D)软件对该地区三维地质模型进行模拟计算,结合3个监测点的实测数据,研究了该地区不同坡体地震动的响应。结果表明:以海拔最低的3号监测点为参考,河流右岸1号监测点水平SN向地表峰值加速度(PGA)的放大系数达到最大值4.43,数值模拟值为3.50;河流左岸5号监测点地震波的放大系数较右岸明显偏低,实测PGA放大系数2.94,数值模拟结果为1.54。同时数值模拟得出河流右岸坡体随着高程的增加PGA不断增大,在山脊顶部达到最大;而在河流左岸,PGA遵循先增大后减小的规律。研究表明,该地区不同坡体形态对地震动响应也不同,大渡河右岸单薄山脊对地震波放大效应明显高于左岸浑厚山体。     

基于FLAC~(3D)岩石应变软化模型的研究

在岩土工程的实践中,许多岩土体材料在载荷作用下表现出应变软化特性,因而在岩土工程数值模拟中如何更好地表现出岩土材料的应变软化特性非常关键。首先分析了"圆形孔洞问题"这一岩土工程领域的基本问题,并对该问题基于应变软化模型建立的现有理论解与FLAC3D的数值计算结果进行了对比,所得到的结果验证了FLAC3D应变软化模型在数值计算时的准确性和适用性。接着采用FLAC3D程序中的应变软化模型与理想弹塑性模型对该问题进行了计算,通过对计算结果的对比分析,认为忽略应变软化岩土材料的强度软化特性对工程是偏于危险的。最后对FLAC3D中应变软化模型的相关参数(εpi、残余系数)进行了研究。研究成果有助于研究人员更深入地理解岩石应变软化模型的力学本质。     

FLAC3D在土石坝地震反应分析中的应用

利用FLAC3D动力弹塑性模型对土石坝进行了地震反应分析,着重讨论了FLAC3D进行土石坝地震反应分析时的地震波滤波和基线校正、动力边界条件设置、瑞利阻尼参数确定等关键问题,并用FISH语言实现了坝体初始剪切模量和体积模量随平均主应力的非线性变化。分析结果表明,在地震荷载作用下,该土石坝发生了22.3 cm的竖向永久变形,坝顶加速度放大了2.9倍。