基于FLAC~(3D)的坝肩高陡边坡稳定性分析

通过建立三维数值模型,利用FLAC3D对某水电站工程坝肩高陡边坡开挖支护进行模拟分析,分析不同开挖工况下边坡位移及应力分布规律,从而确定最优开挖方案,并在此基础上,考虑强降雨、地震工况。为确保该边坡长期稳定以及安全冗余,对其不同的支护方案进行模拟分析,对支护措施进行参数敏感性分析,从而确定最佳支护方案。     

开挖及衬砌对泄洪洞围岩稳定性影响

为研究某水电站泄洪洞开挖、衬砌等施工过程对洞周围岩稳定性的影响,本文通过对泄洪洞桩号0+120至0+320的一段进行数值模拟分析,利用有限元软件ANSYS建立模型并剖分网格,利用有限差分软件FLAC3D对其进行开挖、施加衬砌计算,通过洞周位移、应力来分析由于开挖造成的地应力释放以及施加衬砌对洞周围岩稳定性的影响。     

典型地质灾害下埋地管道的应力计算

地质灾害是导致埋地油气管道破坏失效的主要原因之一,特别是管道沿线的山体滑坡、地层沉降及地面塌陷等严重威胁着管道的安全运行。基于已有研究,介绍了几种分析管土耦合作用的常用模型,总结了地质灾害作用下埋地管道应力计算方法。采用实验模拟与数值模拟相结合的手段,开展了塌陷、沉降以及滑坡地质灾害下管土相互作用实验以及FLAC 3D数值模拟,分别得到了3种地质灾害下的管道应力分布情况,通过比较实验结果、数值模拟结果以及管道理论模型计算结果可得:采用有限差分软件FLAC 3D开展管土相互作用模拟是可行的;仅考虑管道、输送介质以及土体重力载荷得到的理论计算结果与实验及数值模拟的结果相差很大,需要考虑土体摩擦力以及黏聚力等参数的影响,对管道应力计算方法进行改进。     

不利围岩条件下调压井应力变形的有限元仿真分析

【目的】探讨不利围岩条件下调压井的应力变形特性。【方法】以摩洛哥某水电站调压井工程为例,运用大型有限元软件,建立了调压井应力变形分析的三维有限元模型,通过仿真计算获得了施工期与运行期调压井围岩及衬砌结构应力变形的分布与变化规律。【结果】在不利围岩条件下,施工开挖过程中围岩径向位移均指向井内,随着下层岩体的开挖,上层岩体的径向位移不断增大;沿高程方向,径向位移自上而下呈递减趋势,衬砌之前围岩变形基本稳定;运行期衬砌结构内、外侧环向正应力的分布规律沿高程方向基本一致,除调压井底部阻抗孔口处及调压井顶部外,内、外侧环向正应力均以拉应力为主,且自上而下大体呈递增趋势,内、外侧环向拉应力最大值均发生在调压井底部与阻抗孔口衔接处;施工期和运行期井周围岩的径向最大压应力及环向最大压应力均远小于围岩体的设计抗压强度,因此施工期井周围岩不会产生塑性破坏。【结论】在不利围岩条件下,调压井施工应采用自上而下分层开挖的方法,并及时喷锚和延迟一级衬砌;在调压井底部需采取加大衬砌混凝土标号、加设钢板内衬等增加强度的措施。     

小江口隧道边坡失稳破坏机理数值分析

以小江口隧道边坡为研究对象,利用FLAC3D软件建立了能够精确反映地形地质条件的精细地质力学模型,进而建立三维数值分析模型.在分析过程中,选取4种工况进行模拟分析,其中自重工况和破坏模式分析都与现场实际情况对应.在此基础上模拟环境地质条件恶化时的边坡失稳破坏机理,并进一步分析采空区对坡体的影响,以及隧道开挖时的坡体变形失稳模式.研究结果表明:(1)未来的破坏模式仍然是平行坡面的陡立结构面起控制作用,破坏区域呈片状平行坡面走向位于陡壁表层,在软弱的泥灰岩基座处切断下部岩体,形成楔形错落式滑动破坏,在隧道轴向上,要特别注意裂隙面所切割出来的上游侧三角形体.(2)煤层采空后顶部岩层塌陷明显,变形影响区向外扩展到地表河谷,向内受限于裂隙面,向上接近最临近的泥灰岩夹层,隧道尚在煤层塌落的应力影响区之外.(3)隧道开挖后,围岩变形不明显,但隧道围岩应力改变明显,应力变化明显的区域,受限于裂隙面,局限于裂隙面所界定坡体外侧区域,向坡体内则没有发展.     

锚杆骨架梁支护红砂岩边坡机理分析

根据红砂岩边坡的工程地质及物理力学特性，分析了湘耒高速公路一失稳边坡的滑动型式．应用短锚杆骨架梁新方法对该失稳红砂岩边坡进行了支护，并采用带节理单元的三维有限元方法以及平面有限元方法对边坡应力应变分布和支护结构内力进行了分析计算．理论和3年营运实践表明，该支护方法对红砂岩等软岩边坡防护有较大的推广价值．     

超高岩质边坡稳定性分析

为了保证超高岩质边坡在施工过程中的安全稳定性,利用数值模拟方法对连云港港东疏港高速公路岩质边坡施工开挖过程中不同工况进行了模拟,并将得到的应力、位移变化与现场安全监测结果进行对比分析,从而对边坡的稳定性进行了可靠评价。     

有限元强度折减法在二塘沟水库右岸天然边坡稳定分析中的应用

用强度折减有限元法对边坡重力作用下开挖前后的稳定性进行了较为全面的对比分析研究。采用Drucker-Prager屈服准则,运用ANSYS软件作为计算分析工具,对二塘沟水库右岸天然边坡开挖前后的稳定性进行了模拟计算,并分析了天然边坡开挖前后的应力-应变状态,为边坡的治理决策提供了依据。     

考虑降雨和地震作用下的铁路边坡稳定性分析

采用力学分析和数值模拟的方法对边坡进行了稳定性的研究和评价。首先,对铁路路基边坡的周边环境和滑坡形成原因进行了现场勘探,选择边坡侵蚀严重的剖面,分别采用简化Bishop法和数值模拟的方式,计算并比较边坡在自然、降雨和地震三种状态下的安全系数。之后采用抗滑桩护坡、浆砌石锚杆桩护坡和挡土墙护坡三种方案进行治理,并对治理后的边坡进行了稳定性分析。最后分析了不同的抗滑桩长宽度、锚杆的长度与直径和挡土墙高宽度对边坡安全系数的影响并总结规律。结果表明,三种方案都显著提高了路基边坡的稳定性。边坡安全系数随着挡土墙高度增加呈线性增长,且随着抗滑桩宽度与锚杆直径的增加而增长。当抗滑桩长度增加到12 m、锚杆长度的增加到10 m后,其对边坡抗滑能力的提升趋势不再明显。     

基于数值模拟的湿陷性黄土隧洞开挖方法的比较

为了更好、更安全地在湿陷性黄土段进行隧洞的开挖施工,结合某隧洞工程实例,采用FLAC3D有限差分软件建立了湿陷性黄土段隧洞的模型,分别对全断面开挖法、上下台阶开挖法、CD法、CRD法进行了施工模拟,得到这4种工法引起湿陷性黄土隧洞地层围岩水平位移和竖向位移.结果表明:CRD法是其中对地层围岩位移影响最小的开挖方法,是一种有效控制湿陷性黄土隧洞围岩变形的施工方法.     

基于工程地质决策和数值模拟的地下洞室评价

采用工程地质决策理论,构建了地下洞室群稳定性分析工程地质系统,并以某抽水蓄能电站为依托,利用FLAC3D数值分析法,模拟计算洞室群在不同支护条件、不同开挖工况下,围岩的变形及应力变化特征。结果表明:该方法既能有效分析评价洞室围岩稳定性,又能为洞室群开挖提供动态优化设计依据。     

大断面地下水封石油洞库储油洞室稳定性模拟

由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性影响很大,洞室的稳定性、耐久性对所储油品的密封极为重要,且洞室的稳定性关系到整个项目的成败。依托辽宁某真实地下水封石油洞库工程,对其稳定性进行FLAC3D数值分析,研究储油洞室在实际施工开挖工况下的稳定性,并从围岩应力和位移变形两方面研究无支护和有支护两种工况下洞室的稳定性。结果表明:储油洞室处的围岩均没有超出岩石的抗压强度,拉应力的大小和区域也满足要求。通过模拟分析得到了洞室在开挖过程中的薄弱部位,应该在设计和施工中加强支护及监控量测。研究成果为大断面地下水封石油洞库储油洞室稳定性的研究提供了理论依据。     

埋地储罐设计与 FLAC3D 数值模拟

总结了目前国内常用的埋地储罐强度和稳定性设计方法,针对具体埋地储罐案例,进行了壁厚计算、稳定性校核和加强圈设置及尺寸确定。为验证理论设计的可靠性并准确掌握埋地储罐的变形及应力分布规律,借助ANSYS软件建立储罐及周围填土模型并导入FLAC3D,利用FLAC3D进行数值模拟;对比分析理论设计与数值模拟结果,得出结论：储罐理论设计是安全可靠的;设计过于保守,钢材强度利用率非常低;不设置加强圈的罐壁本身可满足稳定性要求,稳定性设计方法及公式偏于保守;无加强圈储罐,其封头强度及刚度均大于圆筒,应力和变形大小从两端封头到罐体中部递增,且二者在储罐整体上分布不均匀;有加强圈储罐,其应力及变形分布均较均匀,整体受力性能较好。（图7,参16）     

基于FLAC 3D引水渠边坡稳定复核

引水渠边坡稳定分析是边坡治理的关键,能否正确评价边坡的稳定性并提出相应的改造措施是此类工程成败的关键,也是确保工程安全和降低建设费用的重要环节。该次边坡稳定复核计算采用FLAC3D软件,求解引水渠边坡在不同工况条件下的安全系数及滑移面的位置,采用tecplot360后处理软件,显示边坡的滑移等值线图,从而更加直观了解边坡的稳定情况。     

高承压水地层深基坑开挖井点降水影响因素分析

 高承压水地层中深大基坑的开挖多采用井点降水的方法。由于影响降水的因素较多,使高承压含水层中的降水设计和实施的难度加大。为此,文章利用了FLAC3D的渗流功能模块和正交试验方法,着重分析了隔水帷幕插入深度、降水井深、抽水量、降水井的平面布置、含水层承压水头高和土层渗透系数对井点降水的影响以及各个影响因素的重要性,建议了基坑降水设计的优化步序,研究结果可为深基坑开挖时的降水设计提供指导。     

农业灌溉对黄土边坡稳定性的影响

依据内蒙古乌海市新星煤矿边坡覆绿生态恢复工程的具体情况,建立了农业灌溉作用下黄土边坡稳定性的FLAC3D数值计算模型,分析了灌溉作用下边坡位移、塑性区的重点影响区域,研究了边坡位移和塑性区随灌溉时间的变化规律,讨论了边坡的整体稳定性。研究结果表明:(1)边坡位移随着灌溉时间的增大而增大,最大位移位于坡顶以及坡面;(2)塑性区面积随着灌溉时间的延长而逐渐增大,且向边坡内部发展;(3)边坡潜在的滑动面位置与农业灌溉作用无关,但农业灌溉作用会增大边坡失稳的可能性。     

考虑降水渗流效应的土钉-桩锚支护结构深基坑数值分析

根据邯郸某基坑工程实例,采用FLAC3D数值分析软件建立了考虑应力场-渗流场动态耦合作用的三维数值模型,揭示了基坑支护结构内力、位移及坑外地表沉降随降水过程的变化规律,探讨了地下水位变化对基坑稳定性的影响。研究成果对类似的深基坑工程具有一定的借鉴价值。     

浅埋黄土隧洞施工过程数值模拟

【目的】针对浅埋黄土隧洞顶覆土薄,自稳能力差,特别是开挖初期变形增长较快,极易产生坍塌的特征,利用有限元方法模拟隧洞不同施工工序的施工过程,通过比较得出较为合理的施工工序,以指导工程施工。【方法】结合某工程输水隧洞具体施工问题,利用有限元分析计算软件ADINA,建立该隧洞的施工过程数值模拟模型,对上行法和下行法2种开挖过程进行数值模拟,分析2种施工过程中硐室周围土体所产生的应力、应变、屈服区以及位移等。【结果】通过对隧洞施工工序的模拟分析,得到上行法开挖时的拱脚压应力是下行法开挖时的1.5倍,对于拱顶位移和塑性区范围,上行法开挖均大于下行法。【结论】虽然该黄土隧洞埋深较浅,断面较大,采用人工分层开挖,下行法和上行法2种工序均是稳定的,但下行法优于上行法。     

地下电站厂房层状围岩位移的动态效应研究

层状复合围岩岩体软硬相间，不满足均匀、连续及各向同性的要求．研究依据多种测试手段，对开挖后围岩的稳定性和变形进行实时监测．并对数值模型进行三维非线性弹塑性计算、分析，比较准确地预测了围岩的动态变化过程，研究了层状围岩位移和应力的变化规律。     

复杂地形黄土斜井稳定性分析及施工优化

为了研究复杂地形黄土斜井开挖数值模型,分析开挖前后坡体稳定性和斜井结构安全性,优化设计施工方案,采用有限元强度折减法分析坡体稳定性,通过对比不同开挖方式下斜井的变形特点和应力分布规律,提出斜井开挖及支护优化方案。研究表明,根据实际地形采有限元方法模拟开挖过程、采用强度折减法分析坡体稳定性,不需要简化地形,可实现斜井开挖工况模拟和安全分析,对斜井设计和施工具有积极的指导作用。