中国地质大学数值模拟上机报告讲解.docx

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中国地质大学数值模拟上机报告讲解

flaCD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:

___38

容重r=2500kg/m,弹性模量E=1X10Pa,泊松比卩=0.3,

抗拉强度dt=0.8x106Pa，内聚力C=4.2x104Pa,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：

33

1kN/m=100kg/m

剪切弹性模量：

E1汇1088

G0.38510（Pa）

2（1」）2（10.3）

体积弹性模量：

8

E1x108

K0.833108（Pa）

3（1-2「）3（1一20.3）

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

genzonebrickp0000p110000p2020p30040size50110

genzonebrickp040040p1100040p240240p374.64060p4100240&p574.64260p6100060p7100260size30110

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

；定义本构模型

modelmohr

propdensity2500.0bulk8.3E7shear3.8E7coh42000.0tens0.8E6friction17

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>;设置边界条件

fixxyzrangez-0.10.1

fixxrangex99.9100.1

fixxrangex-0.10.1

fixy

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设置重力加速度

setgravity=10.0

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设定初始条件

inisxx0.0syy0.0szz0.0sxy0.0sxz0.0szz0.0

inixvel0.0yvel0.0zvel0.0

inixdis0.0ydis0.0zdis0.0

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;安全系数求解defcalfosminf=0.1maxf=2.2loopwhilemaxf-minf>0.01fs=（maxf+minf）/2.0refric=atan（0.30/fs）*180/3.14recoh=42000/fscommandprofricrefriccohrecohsetmechratio1e-5solvestep5000printfsend_commandaa=mech_ratioifaa<1e-5thenminf=fselsemaxf=fsend_ifend_loop

end

calfos

rL^C3I>3.00

Center:

Ratation:

X;S.OOOe^OOl

X:

0.000

V：

I.IWfOOO

Y：

0,000

Z：

1咖旳01

z：

伽

Dist2.775a+M2

Usgj1

Ang.:

22.&M

Slep32345ModelPerspective

22.l9.D4MonNpv253013

Migf^c=QQQQe*QOQ

图1网格剖分图

ItascaConsuttr^Group.inc.Minneap^is.MNUSA

Center:

Ratation:

X;S.OOOe^OOl

X:

0.000

V：

I.IWfOOO

Y：

0,000

l.啲1

z：

o.wo

Dist2.775fi+M2

Usgj1

Ang.:

22.500

图2速度矢量图

rL^C3£>33

Sep32345ModelPerspective22：

i%40MonNw252W

Magfac-0QQOevOOO

Velocity

Maximum^3J63e-005

Unes^te

ItascaCDnsuttngGroup.Inc.NlriiwiHta.MNUSA

ContourofVelocityMag,

Magfac-QBOQOe*OQO

IO.OOOOfr+OOOto2.5000e-0062.500G

K7.5DOQHM6to1.0000乐蹴

■何0毎005B12500^005[.25OOMO5曲15000^005I.SDOO&^OStflUSDOeOS

1ITBOMKHtDNDOOdJfi[2.0000e-（KI«h2250ZK

12.25DQ^OOStO2.5000^005

_2.500（X105102.7500^'2.7&Wte^05to3.DD0陆0（再

■a.OOOOfrOBb3.1627fr00fi

Inter间二2.5e-006

ItascaConsuttngGroupJnc.Minneapolis,MNUSA

图3速度等值线图

Step32345ModelPwspKtive2217:

31MmNw252013

Center

K:

S.OOCe+DOl

Y:

1.000&+D00

2:

10DOe*001

Dist:

2.775e-0G2

Contourof圧朋賊ei玳对Mag.

Magfac=D.OO&e+CO0

IO.OOCOe+DOOto2.500te-DD1

2.50Xte-001toS.OOOOe^OOl

S.OOQOfrOOlta7.5

II.OOXte+DODto

'1.2500a+DDDto

'I.KXJOa+DDDto

'1.75OCte+DO0t3ZOOOte+GOO

=2.00003+000to2.2500^40002.25C（te+DD0to25000^0002.5（X）0s+DD0to27500^-000

"2.7500s+DDDt33.000te4GOO

I3.0000e+DD0tD3.2449护000

IntBryal=2.5e-001

PLAC3D3,00

Step自加酣Mod^Perapeclive22:

13:

15MonNov252013

Ce^anRDtation:

X.5000e+00lX:

0.000

Y:

1QOOe+DOOY：

O.OGO

Z:

3.00084-001Z:

Q.DDD

Dist:

2.7758*002Mag.:

1

Ang:

22.500

ContourofSliearStrainIntKdient

Uaghc=0.0如000

4.9700a-OG4ta2.500Cfl-OQ2

2.StX10fi-002ta5.0000^0025.0000^0219tSOOOeg7.5000fr002toi.OOOOea*1.a（KJ0e-C01to1.25CKte-（Mt1.25008-001tai.5000e-0011.5tW®1tp

175006-C01to2.0000e^»i

2QQOOe-WIto2.25Wfi-«122500^001ta站OOO&ODY

2.50008-001172.5767fr^0t

lntwvai=2.5&^2

M畀pConsultingGnoup.IncMinneapolis,mnUSA

rLAesn3.oo

StBq32345M«fe^Perepwtivfi22:

5l:

lSTueNw262013

CwierRotation:

K:

5.D00fl+DD1X:

D.CXX）

Y:

1OOOe+OOOY;O.WO

2:

S.MOefQOl2:

O.DDO

Dot:

2.775BtOG2Mag.:

1

Ang22.500

Surface

姑妙站sD.OOOei-oOaCoDtcmrofSXX

l.'agfK^O.OOte+OOO

GradtaniCalculation

-9.0O95e-K»5tD-500006+005-9.DDDOe+OMtD-S.OOOOe+005■a.DODOB+ODSto^.OOOOfl+M5-7OOOOe-KXJSto-600006+005-S.3DDte40D5tD-S.D000fl+DD5-530006+005tc^000Oe+005J.DDDDe+OT5to^.D000a+DD5-3.{W0e4（Wt?

-2t）000fi+M5-2.000064005to-1OQOOe+M5■I.MDDfi-bOOStoO.CKCOe+OOGO.OOQOe+OOOto3BOGGs-f004

lnlervdi=t.da+005

>tascBConsultingGmup.Inc.Hinneapohs.MNUSA

图5剪应变增量云图

图6最小主应力云图

JFLAGD3,00

Surfece

Magf^c-OOQOe

ContourofSZZMagfac^O.OOOetOOOGradientC^cuWion

規449曲伽tD^1.400Gfi+M6d.3

D-6.0000e+C05-5.

interval-l.0e*005

ItascaConsuttngGroup,Inc.MlnnBEfHis.MNUSA

图7最大主应力云图

安全系数：

Endingat:

15:

24:

16TueNou262013

Fish>printfs

Fs=1,45351562509Oe+090

因此，最终计算边坡稳定性系数为1.453516

坡度为45°的情况

40

40

0

100

44

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

genzonebrickp0000pl10000p2020p30040size50110

genzonebrickp040040p1100040p240240p360060p4100240&p560260p6100060p7100260size30110

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

；定义本构模型

modelmohr

propdensity2500.0bulk8.3E7shear3.8E7coh42000.0tens0.8E6friction17

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设置边界条件

fixxyzrangez-0.10.1

fixxrangex99.9100.1

fixxrangex-0.10.1

fixy

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>;设置重力加速度

setgravity=10.0

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设定初始条件

inisxx0.0syy0.0szz0.0sxy0.0sxz0.0szz0.0

inixvel0.0yvel0.0zvel0.0

inixdis0.0ydis0.0zdis0.0

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;安全系数求解

defcalfos

minf=0.1

maxf=2.2

loopwhilemaxf-minf>0.01fs=（maxf+minf）/2.0refric=atan（0.30/fs）*180/3.14recoh=42000/fs

command

profricrefriccohrecohsetmechratio1e-5solvestep5000printfs

end_commandaa=mech_ratioifaa<1e-5thenminf=fselsemaxf=fs

end」fend_loopendcalfos

Sisp17M5F.ladelP#rs|>Ktiv&22:

39:

471.1snNov252013

Cwiter:

X:

fi.OMe+DDl¥：

1jK»€+OMZ：

WDBtMl□st:

2.775#+0G2

绛179^6ModmPerapeclive22:

^1:

10MoflNov252Q13

Center:

RotatiDH；

X-.5000e+00l

X:

0.000

Y:

1QOOe+DOO

Y:

0.000

Z:

3.000e+001

Z:

0.000

Dis*:

27756*002

Mag.:

f

Ang:

22.500

Sutfece

Vagtac=0.000e<-000

M阿就-D.oooei-Qoo

Velocity

Maximum=1.9Q1e-Q04

Linastyle

ttascaConsultingGroup,Inc.Uinneapol^MNUSA

图2速度矢量图

FLA3.00

Stei&179*45M<fPers（?

ec5jve22:

«:

D5MonNov252Q13

Censn

Rot^iDn：

X：

5000e+00i

X:

0.000

¥:

1DOOe+DOO

Y:

0.000

Z:

3.000e+001

Z:

0.000

□tst:

2.7758*002

Mag.:

T

Ang:

22.500

CoutourofVelocityMag.

Magtoc=O.OOO^OW

1.0000e^04t.2000^0041.4G0Ge-O041.500MD41.8000e^04■.9Q12^XM

IO.OOOOe+OOOto2.OOOOe^Q52.00000-005to4.0000^0054.0000fi-C05to6.0000e-005&00Kfeg讪&000ZW5二SQOOOe-OOSto二I.OOOOe-QCMtO

_1.20003-004toI.JOOOfi-OMto

「1&QQ0©伽悟

□Ii.soooe-awto

lntarc^=2.0e^N6

图4位移等值线图

FLAC3H3.00

Step179^5Mod科PerapedMe

22:

46:

19MofiNov252013

£阳常RDtatlon;

X.5000e+00l¥'、0.000

Y:

1QOOe+OOOY：

0.000

Z:

3.00084-001Z:

a.DDD

Dist:

2.775BtQO2Msg.:

1

Ang:

22.500

CoGtour&fDi^laeementMat.

gfac-O.OOOei-lMO

O.OOOOe+DOO102.5000e-0ai2.5QOOS-OO1toS.oaooe-ooii.tXXMfrCOIta7.5000^0017SOOOe-COito1OOOOe+OOO1KJOOe+QQO（a1.25006+000（o

1.SOOOs+WOta

1.TSOOfi+DMlaSDOOOe+OOOU2.25DOe+OQOlo15M0a+DQ0（aitssaConsuMngGroup,Inc.Minneapolis,MNUSA

Step17945Mod4fPersp«-ive

22:

4147ManNov252013

CoutourofShearStrainIncreiueat

I4.63908-004to2.5aOfta-OQ22.5tX）0frCa2tD5.000052

50000fr

■1.aoooe-coita1.2SOOfrOOt

1.25008-001tot.5000e-00l

1.5000^001to1.7500^001

1.7500fr^1to2.00006^01_20000e-001to2.25004-001_2.2500^001to站000XMY|2.50008-001to2.5517s-00t

FLAC3I>3.00

Stop17945MwielPerspective23:

01:

07TueNov2£2013

Center'

X:

5.0Dte+OHY;i.OOOe-KWOZ:

3.DQ0e+Q0l

Cist2.775^X2

Ration；

X:

0.000

¥：

0.000

Z：

0.OD0

Mag.:

t

Ang..22.500

Magrac=O.OCOe+oM

ContourofSXX

Magfac-O.OWe+OOO

GradientGalciiaSion

-9.00炯

.wO0e+00fi-2.00OO6+M5to-I.0000e+O05*1.00008+005toG.OOOOfr+OOOO.OOOOe+OO01&4.537264004

lntep/al=I.G^i-QGS

ItascaConsultingGncup.Ifk.MlnneapKts.MNUSA

图6最小主应力云图

Step17945M«f^PerepK*ivfi23:

01.31TueNev262013

Cwfler

Rotation：

X=5.00（te+DD1

x：

d.ooo

Y:

1OOOe+DOO

Y;O.OM

2:

M.畑+QQ1

2：

Q.DOO

Dot;2.7758*002

Mag.^1

Ang:

22.500

\!

白gfit=D.QMei-OOO

ContourofSXX

Graci'BntG^lculatiDn

HagfK二O.OOte+OOC

I-9.W98e-K»5tD^OOOOe+OOS-g.oDooe+oos恰-a.ooooe+wjs■a.DOOOfi+ODSto^.OOOOs+MS_-7.00006+005to-6.0000S+005--S.3D0te4O05ts-5.D000fl+DD52-5.000084005to^.OOOOe+OOS-^.DDDDe+OOSto-3.0000a+DD5_-3.MWe4W5t?

-20000e+M52龙DOOOe*（X）5to”1Q000e+QQ5_-1.DKH）fi-f

■O.OOOOe+OOOlo3抽404

1血曲=VOe+005

CoutourofSZZ

Magfit=£i.QOOe+QOO

安全系数：

Endingat:

15:

31:

24TueNou262013

Fish>printfs

Fs-1・1O8984375000e*60O

因此，最终边坡的稳定性系数为1.10894

三、坡度为60°的情况

48.45

100

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

genzonebrickp0000pl10000p2020p30040size50110

genzonebrickp040040p1100040p240240p351.55060p4100240&p551.55260p6100060p7100260size30110

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

；定义本构模型

modelmohr

propdensity2500.0bulk8.3E7shear3.8E7coh42000.0tens0.8E6friction17

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设置边界条件

fixxyzrangez-0.10.1

fixxrangex99.9100.1

fixxrangex-0.10.1

fixy

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设置重力加速度

setgravity=10.0

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;设定初始条件

inisxx