(完整word版)路基施工阶段数值模拟分析.doc

路基施工阶段数值模拟计算要求 地基计算深度为 50m，分为两层，上部为粉土，厚度为 20m，下部为粘土，厚度为 30m；路基计算宽度为 150m，路堤为回填土，填筑高度为 10m，坡度为1：2。各土层物理、力学参数如图 1 所示。 要求： 1、采用 FLAC3D 软件模拟； 2、分析路堤分五次填筑后土层应力、位移状态，给出不同施工阶段的分析 结果（ X 和 Z 方向）； 3、绘制出路基中心点和坡脚点沉降值随施工阶段的变化曲线； 4、分析中监测路基中心点的沉降值和水平位移； 5、提交文件包括： 1）命令流文件； 2）6 个.sav 保存结果文件； 3）分析报告电子版（ word2003）、纸质版； 4）报告中的图表要求统一编号。 注：路堤顶面宽度 x 为学号后两位，个位数的由教师指定。 图 1 计算模型几何示意图 路基施工阶段数值模拟计算报告 1.模型建立 由于几何模型具有对称性，可采用 1/2 模型进行分析。首先建立坐标系，坐 标系的原点 O 设置在低级表面与模型对称轴的交点，水平向右为 X 向，竖直向 上为 Z 向，垂直于分析平面的方向为 Y 向。 2 网格建立命令： gen zone brick p0 0 0 -50 p1 49 0 -50 p2 0 5 -50 p3 0 0 -20 size 12 1 7 group clay gen zone brick p0 49 0 -50 p1 75 0 -50 p2 49 5 -50 p3 49 0 -20 size 6 1 7 group clay gen zone brick p0 0 0 -20 p1 49 0 -20 p2 0 5 -20 p3 0 0 0 ratio 1 1 0.8 size 12 1 9 group silt gen zone brick p0 49 0 -20 p1 75 0 -20 p2 49 5 -20 p3 49 0 0 ratio 1 1 0.8 size 6 1 9 group silt gen zone brick p0 0 0 0 p1 49 0 0 p2 0 5 0 p3 0 0 10 p4 49 5 0 p5 0 5 10 p6 14.5 0 10 p7 14.5 5 10 size 12 1 5 group soil 网格建立后，设置边界条件： fix x y z ran z -49.9 -50.1 fix x ran x -0.1 0.1 fix x ran x 74.9 75.1 fix y 2.初始应力计算 在路基施工前，需要将路基部分网格赋值为空模型，将地基部分的网格赋 值为  Mohr  模型。由于  null  模型的存在，不能采用  solve elastic 的求解方法获得 初始应力，所以采用分阶段的弹塑性求解方法。先将  Mohr 模型的凝聚力  c 值和 抗拉强度 бt 赋值为无穷大进行求解，保证在重力作用下单元不至于发生屈服， 然后将 Mohr 模型参数赋值为真实值，再进行求解。 model mohr ran z -50 0 ;将地基部分网格赋值为  mohr 模型 model null ran z 0 10 ;将路基部分网格赋值为空模型 prop bulk 5.6e6 shear 2.3e6 coh 10e10 tension 1e10 ran group silt ini dens 1650 ran group silt prop bulk 5.9e6 shear 2.3e6 coh 10e10 tension 1e10 ran group clay ini dens 1800 ran group clay set grav 0 0 -9.8 prop bulk 5.6e6 shear 2.3e6 coh 16e3 fric 19 ran group silt prop bulk 5.91e6 shear 2.3e6 coh 20e3 fric 20 ran group clay solve save elastic.sav plo con szz ou on ;查看结果 3.施工过程模拟 在进行路基施工模拟前要进行初始应力计算过程中产生的节点位移和速 度进行清零处理。本工程中路基高度为 10m，采用分级加载，每次激活 2m 高度 的单元，相当于每次填土高度为 2m，分 5 次填筑，每次填土进行一次求解。进 行 5 次填筑的命令如下： ini xdis 0 ydis 0 zdis 0 ;将节点位移清零 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0 ;将节点速度清零 hist id=2 gp zdis 0 0 0 ;记录地基顶部中心点的沉降 hist id=3 gp zdis 34