2.FLAC建模的基本方法和程序

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yf=-10 j=21 图6-28 力边界网格图 五、初始应力场的形成 地应力始终是工程地质界的研究重点,特别是在有构造应力的条件下,水平地应力往往大于垂直地应力,应力环境对地质工程的受力状态起重要的作用,在程序中正确的输入地应力成为不可缺少的一项,FLAC程序很好的解决了地应力输入的问题,具体语句如下:

ini sxx=? var n1 n2 i=i1,i2 j=j1,j2(初始化单元总应力xx方向的值) ini syy=? var m1 m2 i=i3,i4 j=j3,j4(初始化单元总应力yy方向的值) 其中:sxx——X方向地应力; syy——Y方向地应力;

var n1 n2——地应力的变化量从n1逐渐过渡到n2; i,j ——单元。

例如:

grid 30,20 mod e

gen 0,0 0,20 30,20 30,0 gen circle 15,10 5

mod nu reg i=15 j=11 ini sxx=-10 i=1,30 j=1,20 ini syy=-6.5 i=1,30 j=1,20

xf=-5 i=31 图6-29 地应力场 六、开始计算 程序在计算前,还应该设置以下参数: (1) 根据实际情况施加重力加速度,施加重力加速度的语句如下: set grav 9.81 (重力加速度的数值可根据实际情况进行选取) (2) 假如程序中允许大变形发生,则使用下面语句:

set large (值得注意的是采用大变形后,在计算过程中网格由于变形过大易出问题)

(3) 根据实际工程设置程序计算的步数: step n (n为计算的步数)

(4) 将计算结果存盘,以便以后调用: save file.sav (file为存储的文件名)

七、结果显示

模型计算完成后,需要根据计算结果的应力场、破坏场以及位移场等对工程进行评价和分析,主要用到以下语句:

(1) plot grid:显示计算模型的网格; (2) plot bo:显示模型的边界; (3) plot plas:显示塑性区;

(4) plot sig1 fill:显示最大主应力?1; (5) plot sig2 fill:显示最小主应力?2; (6) plot sdif fill:显示主应力差(?1-?2); (7) plot str:显示主应力矢量场; (8) plot xdis fil:显示X方向位移; (9) plot ydis fil:显示Y方向位移;

(10) plot disp:显示位移矢量场。 8、调用结果命令

(1)call test.txt(或ca test.dat):调用名为test的数据段进行计算; (2)new:重新开始新的建模过程;

(3)rest test.sav:调用已经存盘的名为test的结果; (4)quit:退出程序,停止使用。 2.2 FLAC程序解题技巧

除了以上介绍的基本使用命令外,FLAC程序中还有许多其它的使用命令,这里就不一一介绍了,下面主要介绍一些常用的解题技巧。

1、关于开挖的模拟

涉及到开挖模拟的工程以边坡、硐室最为常见,开挖模拟的语句如下: mod nu i=i1,i2 j=j1,j2 (开挖规则的形状) 例如:

grid 30,20 mod e

gen 0,0 0,20 30,20 30,0 mod nu i=20,30 j=15,20 i=20,30 j=15,20 图6-30 开挖规则形状网格图 或 mod nu region i,j(一个单元) (一个封闭区内任一点的单元号被给定,这个区域将被挖掉,主要用于不规则形状的开挖) grid 30,20 mod e

gen 0,0 0,20 30,20 30,0

table 1 5,5 8,12 15,15 25,12 22,5 12,3 5,5 gen table 1

mod nu region i=15 j=10

region i=15 j=10 图6-31 开挖不规则形状网格图 2、关于锚杆支护的模拟 图6-32~6-34给出了锚杆支护在程序模拟中的相关定义和解释。在工程应用中,锚杆有三种类型,即端锚、全长锚固和预应力锚固,这三种锚固方式在程序中的模拟方式不同,具体表述如下。

张拉力屈服极限u2[b] E[b] 压缩1u1u2[a] 张拉轴向应变端点b y 端点a u1x [a] 压缩力

图6-32 锚杆单元结点位移定义 图6-33 锚杆材料力学特性

图6-34 理想的砂浆锚杆体系

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