基于Faro-3DMine及Midas-FLAC3D耦合技术的实测采空区群稳定性分析

采用数值模拟法进行实测采空区群稳定性分析存在建模效率低、数值模拟精度差的问题。介绍了一种高效的实测复杂三维采空区群稳定性分析技术,以北辛庄矿区为例,采用Faro激光扫描仪探测采空区群,经3DMine处理生成矿山三维采空区群模型和多组剖面线,再导入Midas中建模,最后在FLAC^3D中进行采空区群稳定性数值模拟。结果表明:基于Faro-3DMine及Midas-FLAC^3D耦合技术能高效的对复杂采空区群进行精细化建模,准确模拟分析采空区群的稳定性,为采空区群治理提供了理论依据。

MIDAS/GTS-FLAC^(3D)耦合建模新方法及其应用

针对FLAC3D面向复杂地质体与结构工程前处理建模存在的技术困难与不足,提出MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建模新方法。即先利用MIDAS/GTS进行三维几何建模和网格划分,然后,基于对两类软件中单元、节点数据关系的差异分析,应用MATLAB编写MIDAS/GTS-FLAC3D接口程序,实现了MIDAS/GTS环境下建模的单元、节点信息导入FLAC3D的数据转换。通过下伏采空区矾水沟大桥-师婆沟隧道复杂工程建模实例,验证了MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建模方法的可行性和有效性,为FLAC3D构建三维复杂工程模型提供了新的思路。

基于Midas/GTS的FLAC3D边坡建模技术及工程应用

探讨了如何基于Midas/GTS来实现用FLAC3D建立复杂边坡模型。首先在Midas/GTS中建立几何模型和划分网格,然后根据两种软件的网格数据形式进行转换,把Midas/GTS的网格模型导入FLAC3D中。对于二维边坡问题,认为采用四边形单元比三角形单元的计算精度更高,在模型较为复杂的情况下建议在Midas/GTS中采用"四边形+三角形"的方式生成混合网格,然后导入FLAC3D中形成"brick+wedge"形式的混合网格进行分析,以保证计算精度。最后将上述建模方法应用于某边坡工程的稳定性分析,验证了该建模方法的可行性和实用性。

基于Midas/Gts的FLAC3D的建模方法

研究了Midas/Gts模型与FLAC3D模型转化的关键技术处理问题,并给出了详细的处理过程.探讨了利用Midas/Gts建立三维边坡模型建模,通过FISH语言编写接口程序导入FLAC3D的关键技术.通过一个编制的FISH程序来实现Midas/Gts模型与FLAC3D模型的转化.结果表明,通过该接口,模型可以较好的导入FLAC3D中.

基于Midas/Gts建模的FLAC^(3D)双旗山采空区稳定性分析

为了研究双旗山新老采空区的开采及尾矿库的稳定性,采用Midas/Gts建立包含新老采空区和尾矿库的有限元模型,利用转化插件导入FLAC^(3D)中,并结合深部矿体矿房法开采工艺对采空区进行数值模拟,分析其稳定性。结果表明,新老采空区的开采对尾矿库影响较小,新采空区开采尤其要注意顶底板的稳定性,以确保开采安全。

FLAC3D流固耦合渗流模型探讨

FLAC3D有限元软件内置4种渗流模型,直接决定计算结果正确与否。渗流场在三维空间中分布复杂,难以根据计算公式定量选用何种模型,不同文献渗流模型选择标准也不相同。为了找到简单、快速、合理的选择方法,有必要对4种渗流模型进行受力分析。以一100 m×100 m×10 m各项同性弹性立方体为例,基于4种渗流模型设计4种工况。通过对比和分析各工况下总应力和孔隙水压分布情况,主要结论如下:1)模型A、模型C外荷载均由土颗粒骨架承担,其余2种模型流体也参与受力;2)流体分担外荷载的比例与刚度系数和时间有关;3)FLAC3D流固耦合过程正是通过调整刚度比、打开和关闭力学-流体进程来实现的。目前我国流固耦合计算基本基于FLAC3D有限元软件,文中结论适用于基础、隧道、基坑等工程,可供相关从业人士借鉴参考。

FLAC^(3D)技术在锚杆“耦合”支护工程中的应用研究

隧道开挖后的支护结构设计,唯有在充分考虑原岩条件的支护设计,并确保支护体系、支护结构和参数以及施工工艺过程与围岩变形力学特性相适应、相匹配的条件下,才能达到最大限度发挥围岩自承能力和支护体系支承能力,达到控制围岩变形、维护隧道稳定的目的。亦即唯有使支护设计与原岩条件达到一定程度的“耦合”关系,才能既满足隧道围岩的稳定要求,也同时达到经济合理的目的。文章结合襄武段联拱隧道具体工程条件,就隧道锚杆支护设计与原岩条件的“耦合”问题借助FLAC3D数值模拟技术进行研究,得出了锚杆弹性模量为围岩体等效变形模量的250倍时,锚杆支护刚度就与围岩体强度达到“耦合”状态的结论,为合理设计隧道锚杆支护结构提供了可靠依据。

基于Midas gts平台的复杂地质体FLAC3D模型生成技术及工程应用

针对FLAC3D直接建立复杂的地质模型的困难之处,本文的解决方案是先用Midas/GTS NX建立复杂的地质模型并进行网格剖分,并导出节点文件,通过编程软件编写软件接口,将模型转化为可识别的文件,将模型信息数据导入FLAC3D 开展数值分析 。重点介绍FLAC3D与 Midas/GTS NX 之间的数据差异及建模技巧(在现有的方法上引进一种新的网格划分形式—金字塔体(pyramid)),同时将该方法应用于600MW示范快堆工程海工工程深厚覆盖地基上海工工程抗震分析建模实例,验证该方法的可行性与有效性,为FLAC3D构建复杂地质体模型提供了一种可行有效的途径。

基于FLAC^(3D)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。

FLAC^(3D)在流固耦合中的应用研究

FLAC^(3D)作为一种专业的三维有限差分软件,是岩土工程数值计算中常用的一款软件,可以对较为复杂的流固耦合问题进行分析。文章介绍了FLAC^(3D)在进行流固耦合分析时所运用的公式、计算模式、求解流程及在不同工程中的应用,并通过一个简单的实例,介绍了该软件在流固耦合分析时的应用,可为专业工程人士提供借鉴与思考。

用FLAC3D模拟流固耦合评价病险土坝防渗加固效果

土坝渗漏病险非常普遍,采用冲抓回填技术可有效改善土坝的渗透稳定性,是目前常用的一种加固方法。文章根据湖南某水库的实际情况,采用三维快速拉格朗日分析方法(FLAC3D)对坝体冲抓回填前后的渗透稳定性进行渗流场和应力场耦合的数值模拟分析,结果表明该方法可以较好地模拟土坝坝体内部渗流场和应力场的耦合作用,可用来评价病险土坝的除险加固效果,结论可指导类似工程的防渗加固实践。

Flac3D流固耦合计算初始渗流场设置方式探讨

Flac3D有限差分软件广泛用于流固耦合问题研究,Liakopoulos砂柱试验更为学者们所认可,作为解决流-固耦合问题方法的验证。文章基于Flac3D软件对Liakopoulos砂柱试验中的重力排水试验的初始孔压场生成方法进行探讨,主要讨论了配置流体计算模式下和不配置流体计算模式下两种生成初始孔压场的方法对计算结果的影响,结果表明在不同计算模式下两种初始孔压场生成方法都产生相同结果,但是采用“zone gridpoint initial pore-pressure”方法在后续实际水位面不断变化情况下不会给使用者带来困扰,建议采用该方法。

基于FLAC^(3D)多孔介质模型的隧洞透水衬砌数值计算分析

针对水工隧洞透水衬砌计算中存在的问题,利用FLAC3D中多孔介质流动模型并借助Fish语言实现了渗流应力的直接与间接耦合计算,在完成衬砌受力分析后编制正应力配筋程序获得相应的配筋量。实例应用结果表明,通过FLAC3D软件进行透水衬砌计算具有可行性,其可以实现直接与间接耦合,且间接耦合计算结果更接近实际情况,同时可知透水衬砌能有效节约配筋量。

基于FLAC3D的成矿过程模拟研究现状

20世纪90年代以来,数值模拟技术在地学领域得到了广泛应用,该技术是进行成矿过程模拟研究的重要方法。在数值模拟研究中,FLAC3D软件具有解决非线性、大变形问题的显著优势。介绍了数值模拟技术的研究进程,详细论述了基于FLAC3D的成矿过程模拟技术的研究现状。目前,国内对成矿过程模拟的研究相对较少,要实现构造变形、孔隙流体流动、热量传递和化学反应4个过程的完全耦合仍是一项艰巨的工作。

基于FLAC3D的机场软基处理方法模拟研究

机场地基处理时,提高浅部土层地基强度、减少工后剩余沉降,控制地基不均匀沉降,确保机场工后安全运行,是地基处理设计应考虑的关键问题。为了保证营口机场工程地基处理的准确性,选择有代表性的试验区进行现场试验。根据典型试验区地基现场处理数据,基于FLAC3D对试验区强夯处理进行了数值模拟研究,并把H1,H2,H3不同试验区的地基处理方法得到的数据与数值模拟计算结果对比,评价各地基处理方法的优缺点,最终确定将H2试验区的地基处理方法用于营口机场全场(跑道、联络道、站坪)大范围软基处理。

FLAC^(3D)在圆形深基坑工程中的应用

某圆形深基坑工程为例,借助三维有限差分软件FLAC3D对深基坑工程的施工过程进行了数值模拟,模拟过程中考虑了潜水、承压水以及基坑降水和土体变形耦合作用,最后将数值模拟结果和实际监测值进行了对比分析。

基于双向流固耦合的顺倾岩质边坡变形机理研究

为了研究富水多弱层边坡在排水过程中弱层的变形问题,基于流固耦合理论分析,采用FLAC3D建立连续介质渗流模型,并采用FISH语言实现了降水过程中的双向流固耦合效应模拟,研究降水过程中弱层竖向位移和应变增量的变化规律。结果表明:在流固耦合模式下,降水范围内的弱层产生的位移要比基岩的大,但其差距较小;而降水后仍在水位以下的弱层产生的位移为基岩位移的数倍,说明水对于弱层强度的影响要远大于对基岩的影响。

降雨入渗作用下基底倾角对内排土场边坡变形的影响

为了研究降雨条件下基底倾角对排土场边坡稳定性的影响,根据朔州市某露天煤矿的实际情况,利用FLAC3D软件对排土场边坡进行同等雨强条件下不同基底倾角的数值模拟。结果表明:在降雨初期,排土场边坡表层的饱和度先快速增长并趋于非饱和的稳定值;随着降雨入渗至弱层和基岩交界处时,雨水在重力作用下向坡脚处堆积并导致坡脚处发生剪切破坏;随着基底倾角的增加,各监测点达到饱和或稳定状态出现明显的时间滞后效应,且位移量和应变增量的变化与基底倾角呈正相关关系。

裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合分析与工程应用

综合运用岩体结构力学、几何损伤力学及岩石流体力学理论,建立裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合数学模型(扩展FLAC3D模型),在FLAC现有计算模块的基础上,通过Fish研制了其分析程序。该模型的耦合机理:渗透水力梯度作为渗透体积力作用于损伤应力计算单元,裂隙渗透压作为面力作用于裂纹张开部分引起断续岩石裂纹的起裂,扩展导致岩体损伤演化;岩体裂纹的扩展引起岩体渗透系数的增加,导致渗流场的改变。对一复杂裂隙岸坡蓄水加载过程进行渗流–损伤–断裂耦合分析,得到不同蓄水时期,裂隙岸坡渗流场分布、损伤场的演化,初步探讨了水库蓄水过程中岸坡山体变形机制。耦合分析认为:山体变形是增量渗透力和增量浮托力共同作用于岸坡的结果;对蓄水相对高程较大的裂隙岸坡而言,库水位上升,裂隙渗透水压增加导致岩体裂纹起裂扩展,岩体损伤区增大且向岸坡深部扩展。高渗透压诱发岸坡不利断层带损伤区扩展,甚至贯通,可能是导致岸坡失稳的重要原因。

基于单元状态指标的盾构隧道水-力耦合模拟分析

针对富水区土压平衡式盾构隧道施工进行了水-力耦合(H-M耦合)数值模拟。首先在既有的研究成果基础上建立了单元状态指标ZSI(Zone State Index),该指标将屈服、破坏接近度等进行适当变换,统一到单元安全度量体系(负值代表破坏),实现了单元的弹性、屈服和破坏3种状态的完整表达。然后将应变-渗透系数方程与ZSI结合,使渗透系数在耦合的过程中随单元状态发生改变,弥补了FLAC^(3D)渗流模拟中渗透系数不变的不足。最后采用FLAC^(3D)的FISH语言二次开发,以大连地铁202标段香工街站-沙河口火车站区间盾构地铁隧道为例,实现H-M耦合过程的模拟。分析了隧道掘进的过程中开挖面及围岩的变形和破坏特征,根据开挖面上ZSI的计算结果对开挖面进行了稳定性评价。研究结果表明,该方法可以较好地进行H-M耦合过程中模拟和分析,与实测结果较为吻合。