基于FLAC3D的基坑开挖与支护分析

基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计

本科生毕业论文（设计）题目：基于flac3D深基坑开挖模拟与支护设计 指导教师: 职称: 评阅人: 职称:

摘要 随着城市化过程中不断涌现的高层建筑和超高层建筑以及城市地下空间的开发，深基坑工程越来越多，深基坑工程项目的规模和复杂性日益增大，给深基坑工程的设计和施工带来了更大的挑战。在这样的背景下，深基坑支护结构设计和变形量预测已成为岩土工程领域的重要研究课题之一。本文以武汉市万达广场深基坑工程作为研究对象，利用勘查资料和深基坑支护结构设计要求，比选合理的基坑支护方案并进行相应的计算设计。同时，本文针对深基坑工程变形量验算等难以解决的问题引用了flac3D数值模拟方法，对基坑开挖、支护结构施工进行全方位的模拟监测，将计算设计结果和模拟计算结果进行对比验算，得出比较合理的支护结构设计方案和变形量控制方案。 根据基坑实际情况和勘查资料，本文选择的围护方案为以大直径混凝土排桩、双排桩、角撑与对顶撑相结合的内支撑为主的多种联合支护方案，结合坡顶大面积卸土减载、坑内被动区加固的措施。计算部分主要设计计算大直径混凝土排桩（钻孔灌注桩）桩长、内力和配筋，而对卸土减载、内支撑结构、坑内被动区加固和降水设计只进行了简要的说明；flac3D模拟部分主要从建立模型、设置大直径混凝土排桩、放坡开挖、放坡坡面土钉施工、预应力锚索（代替内支撑）施工和基坑主体开挖为顺序进行建模计算，最后进行变形量监测、分析，输出桩单元、锚单元的内力分布情况并给出相应的结论与建议。 本文以常规计算和数值模拟相结合的方式进行参考对比，常规计算和数值模拟分析结果非常接近，给出了有效合理的安全系数。 关键词：深基坑支护设计flac3D模拟数值模拟

深基坑土方开挖及边坡支护专项施工方案54198

小东流千禧城1#住宅楼深 基坑土方开挖及边坡支护专项施工方案 编制人： 审核人： 批准人： 国基建设集团有限公司 2017年4月15日

目录 第一章编制依据 (2) 第二章工程概况 (2) 第三章基坑开挖方案的选择 (4) 第四章施工部署 (5) 第五章基坑开挖 (7) 第六章边坡支护 (9) 第七章抽水措施 (17) 第八章安全保证组织措施 (18) 第九章安全保证措施 (18) 第十章边坡安全监测 (19) 第十一章施工应急措施 (21)

小东流千禧城1#住宅楼 深基坑土方开挖及边坡支护专项施工方案 一、编制依据 1、《工程测量规范》GB50026—2007 2、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009 3、《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202—2002 4、《建筑边坡工程技术规范》GB50330—2013 5、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2013 6、《建设工程施工现场供用电安全技术规范》GB50194—2014 7、《建筑施工土石方工程安全技术规范》JGJ180—2009 8、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33—2012 9、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005 10、《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ146-2013 11、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011 12、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120—99 13、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—2012 14、天禧城《岩土工程勘察报告》。 15、国家住房和城乡建设部《关于印发(危险性较大的分部分项工程安全管理办法)》工建质【2009】87号文件。 16、经规划局批准的总平面图。 二、工程概况

深基坑开挖及支护

深基坑开挖及支护 深基坑开挖是基坑工程中的一个过程，在一份完整的深基坑土方开挖方案中，深基坑开挖及支护技术工艺怎么样呢？ 1、基坑排水在土方开挖施工过程中，当开挖底面标高低于地下水位的基坑(或沟槽)时，由于切断了土的含水层，地下水会不断渗入坑内。基坑内存在地下水，非但造成土方开挖施工困难，费工费时，容易造成边坡塌方，而且会导致地基被水浸泡，地基土被扰动，造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降，造成建筑物破坏或开裂。因此，基坑槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效地降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。 2、边坡防护开挖基坑时，如条件允许可放坡开挖，与用支护结构支挡后垂直开挖比较，在许多情况下放坡开挖比较经济。放坡开挖要正确确定土方边坡，对深度5m以内的基坑，土方边坡的数值可从有关规范和文献上查出，对深基坑的土方边坡，有时则需通过边坡稳定验算来确定，否则处理不当就会产生事故。我国在深基坑边坡开挖方面发生过一些滑坡事故，有的虽然未滑坡，但产生了过大的变形，影响施工正常进行。对于有支护结构的深基坑，在进行整体稳定验算时，亦要用到边坡稳定验算的知识。边坡防护和种类很多，可采用挂完全网防护，防止基坑顶部碎石掉落。 3、基坑土方开挖在基坑土方开挖之前，要进行详细的施工准备工作，

在开挖施工过程中要考虑开挖方法和人工开挖和机械开挖的配合问题，开挖后还要考虑对一些特殊地基的地基处理问题。在开挖施工过程中，人工开挖和机械开挖的配合问题一般要遵循以下几条原则和方法：对大型基坑土方，宜用机械开挖，基坑深在5m内，宜用反铲挖土机在停机面一次开挖，深5m以上宜分层开挖或开沟道用正铲挖土机下入基坑分层开挖。 为防止超挖和保持边坡坡度正确，机械开挖至按近设计坑底标高或边坡边界，应预留30～50cm厚土层，之后采用人工开挖和修坡。人工挖土，一般采取分层分段均衡往下开挖，较深的坑(槽)，每挖1m左右应对边线和边坡进行及时检查，随时纠正偏差。对有工艺要求，深入基岩面以下的基坑，应用边线控制爆破方法松爆后再挖，但应控制防止震坏基岩面及边坡。如开挖的基坑(槽)深于邻近建筑基础时，开挖应保持一定的距离和坡度，以免在施工时影响邻近建筑基础的稳定。如不能满足要求，应采取在坡脚设挡墙或支撑进行加固处理。弃土应及时运出，如需要临时堆土，或留作回填土，堆土坡角至坑边距离应按挖坑深度，边坡坡度和土的类别确定，松软土不小于5m，干燥密实土不小于3m。基坑挖好之后，应修整、抄平基坑底。如有小部分超挖，可用砾石、素土或灰土回填夯实至与地基土基本相同的密实度。为防止扰动基坑底，基坑挖好后暴露时间应尽量减少，及时进行下一道工序的施工，如不能立即进行下一工序时，应预留15～30cm厚覆盖土层，待基础施工时再挖去。

深基坑开挖及支护施工方案(专家论证)

喀什吐曼河综合治理工程 滨河北路排水土方开挖专项方案 编制： 审核：

第一节编制依据 (3) 第二节工程概况 (3) 一．工程概况 (3) 二．基坑概况 (3) 第三节基坑支护设计 (3) 第四节施工计划 (5) 第五节、深基坑支护施工方法 (8) 一．开挖原则 (8) 二．深基坑支护及开挖工艺 (8) 三．特殊情况处理 (9) 第六节基坑降水处理 (9) 三．土方开挖施工准备 (10) 四．土方开挖实施方案 (10) 五．土方收尾处土方开挖 (10) 六．土方外运及文明施工措施 (11) 第八节基坑监测 (11) 第九节安全防护及应急措施 (13) 一．安全防护 (13) 二．应急措施 (13)

第一节编制依据 1、建筑基坑支护工程技术规程（DBJ/T15-20-97）； 2、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）； 3、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）； 4、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）； 5、《工程测量规范规程》（GB50026—93）； 6、《砼工结构边坡施工质量验收规范》（GB50204—2002）； 第二节工程概况 一．工程概况 拟建建构筑物为和吉村牵引变电所、良江牵引变电所、白山牵引变电所这三所变电所的事故储油池施工。拟构建建筑物为钢筋混凝土剪力墙结构，本建筑物尺寸 4.1m*4.1m* 5.25m。 二．基坑概况 本次基坑开挖主要是事故储油池。事故储油池开挖深度约为5.5m，开挖土方约120m 3。 第三节基坑支护设计 基坑支护设计原则：

在确保支护结构的安全的前提下，做到经济、合理，满足国家建设工程的有关法规和规范要求，施工可行、方便，尽量缩短工期，满足土方开挖、工程桩及地下室施工的技术要求。 1、基坑安全等级 事故储油池池基坑开挖深度约5.5m，安全等级定为二级。 2、地下水控制 基坑开挖深度范围内主要为经强夯加固的填土，填料主要为残积土、全、强风化花岗岩等，原场地地势较高，基本无地下水，但考虑到本基坑需经历雨季，需考虑雨季施工的情况。 3、支护结构 采用放坡支护。 4、基坑排水系统设计 （1）基坑坡顶、坡底设排水沟，坡顶、坡底设集水井，汇入市政管道前设沉砂池。 （2）排水沟：坡脚设设置一圈排水沟，坡顶根据现场实际情况设置。排水沟尺寸为：300×300×300（顶宽×底宽×高），坡脚排水沟汇集边坡排出的水，坡顶排水沟拦截坡顶雨水，并用于接受坑底抽水。坡顶排水沟以明沟形式排泄，基坑顶四周排水沟范围以内采用挂网喷砼以防地表水渗入。 （3）集水井设计 基坑底部及顶部每隔25～30m设置一个集水井以汇集坑顶坑底排水沟排出的地表水和地下水，尺寸800×800×1000。排入市政管道的集水井前设做三级沉砂池，长×宽×深=3000×1500×1000。 （4）泄水孔设计 孔径100mm，其内安装PVC管，用土工布包裹，间距为2.0×2.0m，梅花形布置，泄水管进水长度400mm，先在管壁上钻孔再用无纺土工纱布包裹两层并用尼龙丝扎紧。 5、其他 （1）钢筋：HPB300钢筋，fyk＝300N/mm2；HRB335钢筋，fyk＝335N/mm2； （2）基坑顶四周设置一圈安全护栏，栏杆采用φ48×3.0钢管焊接或扣件连接。

深基坑工程的二维plaxis模拟

深基坑工程的二维plaxis模拟 摘要：深基坑工程是一项涉及多个学科的复杂系统工程，对于上海地区的复杂软土，基坑的前期模拟计算非常重要，本文选用plaxis这种大型的综合岩土软件进行基坑开挖前的施工模拟，探讨有限元二维模拟基坑开挖的方法及意义。并对进一步应用到实践中提出一些意见。 关键词：plaxis 有限元法深基坑开挖支护 中图分类号:TU 46＋3 1 前言 基坑工程是一项综合技术性很强的复杂系统工程，它涉及岩土、结构、水文地质、工程地质等多个学科，虽然它是一项临时性工程，但其造价约占整个工程投资的三分之一。目前对深大基坑项目，在未开挖之前要进行反复的验算，以保证基坑的安全性，由于基坑工程涉及范围很广，从支护结构的设计到坑内外土体变形的控制，再到周围建筑和地下管线不均匀沉降的控制，以及地下水控制等等。这些问题在以往的模拟计算中都作了不同程度的简化，对结果都有一定的影响。利用plaxis有限元软件可以进行深基坑的开挖模拟，不仅可以计算支护结构的内力和变形，也可以考虑地下水的抽降，以及基坑周围土体和建筑物的变形情况，与实际工程符合较好。 2 基坑开挖的二维模拟方法 2.1 plaxis软件简介 Plaxis研制开始于1987年，由荷兰的公共事业与水资源管理部委托Delft Technical University，初始目的是为了进行建立在软土上的河堤分析。此后，PLAXIS一直不断发展，直到今天，已经成为一种功能强大的专门针对岩土工程中变形与稳定计算的有限元分析软件。由于Plaxis的不断完善，其强大的功能可以模拟不同地下水流场，不同的土层地质条件，不同的施工方法，尤其有专门针对于基坑开挖所适用的模块和土体本构模型。因此，其针对本课题的分析结果是 科学可靠的。 在土的本构模型方面，plaxis 提供了多种模型，除了摩尔－库仑模型外，还可以选用一种改进的双曲线塑性模型－－－－硬化土模型，为了模拟正常固结软土与时间相关的对数压缩性质，可以选用蠕变模型，即软土蠕变模型。除此之外，plaxis还提供了用来分析节理岩石的各项异性行为的节理岩体模型。改进的剑桥模型，软土模型等。

工程地质数值法-FLAC3d模拟

《工程地质数值法》课程论文 论文题目：水窖开挖工程模拟 专业方向：建筑与土木工程 姓名： 学号： 2015年9月1日

1. 工程概况 在地面上开挖一个尺寸为2m ×4m ×5m 的存水地窖，其横截面图如图1。要求分析开挖后土体受力情况。 图1 睡觉开挖横截面图 2. 分析目的 利用有限单元法分析得出梁以下各个单元不同受力状况，计算出梁下应力分布状况。 3. 计算参数 将地下6m ×8m ×8m 的土体作为计算范围，水窖尺寸为2m ×4m ×5m ，G=100MPa ，3m kg 2000-?=ρ，35.0=ν。 4. 有限元模型 计算模型（见图）

建立一个6m×8m×8m，的立方体模型，将整个水窖包含其中，然后取其中一半进行开挖模拟，分析开挖后应力应变及位移变化情况。施工过程中在底部位置监测开挖时的各种变化。具体命令流入下： new gen zone brick p0=(0,0,0) p1=(6,0,0) p2=(0,4,0) p3=(0,0,8) size 6,4,8 plo blo group model mohr ini dens 1000 fix x range x -0.1 0.1 fix x range x 5.9 6.1 fix y range y -0.1 0.1 fix y range y 3.9 4.1 fix z range z -0.1 0.1 prop bulk 1e8 shear 0.3e8 fric 35 prop coh 1e10 tens 1e10 set grav 0 0 -9.81 solve save 初始应力.sav model null ran z 3 8 x 2 4 y 0 2 prop bulk 3e8 shear 1e8

深基坑开挖及支护施工方案(专家论证)2范文(优.选)

亳州市文化公园工程 地下车库土方开挖及支护专项施工方案 编制人： 审核人： 审批人： 2016年7月5日

第一节编制依据.................................... 错误!未定义书签。第二节工程概况..................................... 错误!未定义书签。 一．工程概况................................... 错误!未定义书签。 二．基坑概况................................... 错误!未定义书签。第三节基坑支护设计................................. 错误!未定义书签。第四节施工计划..................................... 错误!未定义书签。第五节、深基坑支护施工方法........................... 错误!未定义书签。 一．开挖原则................................... 错误!未定义书签。 二．深基坑支护及开挖工艺....................... 错误!未定义书签。 三．特殊情况处理............................... 错误!未定义书签。第六节基坑降水处理................................. 错误!未定义书签。第七节土方开挖方案................................ 错误!未定义书签。 三．土方开挖施工准备........................... 错误!未定义书签。 四．土方开挖实施方案........................... 错误!未定义书签。 五．土方收尾处土方开挖......................... 错误!未定义书签。 六．土方外运及文明施工措施..................... 错误!未定义书签。第八节基坑监测..................................... 错误!未定义书签。第九节安全防护及应急措施.......................... 错误!未定义书签。 一．安全防护................................... 错误!未定义书签。 二．应急措施................................... 错误!未定义书签。

基坑开挖数值模拟

7 数值模拟 7.1 数值模拟方法简介 数值模拟技术作为一种研究手段，已经被广泛的应用于各行各业领域的研究中。目前，数值分析方法主要分为二大类：一类是以有限差分法为代表，其特点是直接求解基本方程和相应的定解条件的近似解；另一类数值分析方法是首先建立和原问题基本方程及相应定解条件等效的积分方法，然后据之建立近似解法。 LS-D YNA乍为世界上最著名的通用显示动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维三维非线性结构的高速碰撞，爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热，流体及流固耦合问题，在工程应用如汽车安全设计，武器系统设计，金属成型，跌落仿真等领域被广泛应用。本次采用ANSYS/LS-DYN，A 进行混凝土支撑梁结构爆破拆除数值模拟研究。在ANSYS/LS-DYN环境下，数值模拟的实现总体上分为两个过程：在ANS丫芽建立结构实体模型，完成有限元网格的划分，输出有限元模型信息即输出关键字 文件；编辑关键字文件，在DYNA环境下完成对结构倒塌过程的数值模拟计算。 对结构有限元模型的建立过程，数值模拟中采用的钢筋和混凝土材料模型、接触方式等各种计算控制项进行了阐述。 LS-D YNA程序中主要提供如下几种计算方法： （1）Lagrange 算法 坐标固定在物质上或者说随物质一起运动和变形，处理自由面和物质界面非常直观，由于网格始终对应物质，因此能够精确的跟踪材料边界和描述物质之间的界面，这是Lagrange 算法的主要优点。但是，由于网格随材料流动而变

形，一旦网格变形严重，就会引起数值计算的不稳定，甚至使得计算无法继续进行（如发生负体积或复杂声速等问题）。因此，Lagrange 算法在处理大变形大位移问题时，有其无法克服的弊端。 （2）Euler 算法网格被固定在空间，是不变形的。物质通过网格边界流进流出，物质的大变形不直接影响时间步长的计算。因此，欧拉算法在处理大变形问题方面具有优势。欧拉方法通过输运项计算体积、质量、动量和能量的流动。欧拉计算可以直接通过在离散化格式中包括迁移导数项进行，或通过二步操作完成。二步法操作的第一步主要是拉格朗日计算，第二步输运阶段是重分计算网格相当于回到它的原来状态。 LS-D YNA程序采用后一种方法。欧拉算法的缺点是网格中物质边界不清晰，难以捕捉各物质界面。 （3）ALE方法 吸取了欧拉法和拉格朗日法两种方法的优点。ALE算法能够进行自动重分网格操作。它包括拉格朗日时间步，然后是一个输运步。输运步可以采用三种方法：1. 发生合理的网格变形时空间网格不再重分（拉格朗日）；2. 发生严重的网格变形时重分成原始形状（欧拉）；3. 发生严重的网格变形时重分为合理的形状，因此允许网格拓扑（拉格朗日和欧拉）。 混凝土是土木工程结构中应用极为广泛的材料，其最本质的特点是材料组成的不均匀性，并且存在初始微裂缝。从混凝土受单轴压力时的应力应变关系来看，混凝土卸载时有残余变形，不符合弹性关系；如果对其应用弹塑性本构关系，又很难精确定义屈服条件。此外，混凝土在到达应力顶峰后，其应力-应变关系曲线有一下降段，即存在应变软化现象，所有这些都给建立混凝土的本构关系

FLAC3D滑坡模拟

FLAC 3D滑坡模拟 一、源程序 ; Create Material Zones gen zone brick size 5 5 5 & p0 (0,0,0) p1 (3,0,0) p2 (0,3,0) p3 (0,0,5) & p4 (3,3,0) p5 (0,5,5) p6 (5,0,5) p7 (5,5,5) gen zone brick size 5 5 5 p0 (0,0,5) edge 5.0 group Material ; Create Bin Zones gen zone brick size 1 5 5 & p0 (4,1,0) p1 add (3,0,0) p2 add (0,3,0) & p3 add (2,0,5) p4 add (3,6,0) p5 add (2,5,5) & p6 add (3,0,5) p7 add (3,6,5) gen zone brick size 1 5 5 & p0 (6,1,5) p1 add (1,0,0) p2 add (0,5,0) & p3 add (0,0,5) p4 add (1,6,0) p5 add (0,5,5) & p6 add (1,0,5) p7 add (1,6,5) gen zone brick size 5 1 5 & p0 (1,4,0) p1 add (3,0,0) p2 add (0,3,0) & p3 add (0,2,5) p4 add (6,3,0) p5 add (0,3,5) & p6 add (5,2,5) p7 add (6,3,5) gen zone brick size 5 1 5 & p0 (1,6,5) p1 add (5,0,0) p2 add (0,1,0) & p3 add (0,0,5) p4 add (6,1,0) p5 add (0,1,5) & p6 add (5,0,5) p7 add (6,1,5) group Bin range group Material not ; Create named range synonyms range name=Bin group Bin range name=Material group Material ; Assign models to groups model mohr range Material model elas range Bin ; Create interface elements int 1 face ran plane ori (4,0,0) nor (-5,0,2) dist 0.01 z (0,5) y (1,6) int 2 face ran plane ori (0,4,0) nor (0,-5,2) dist 0.01 z (0,5) x (1,6) int 1 face ran x 5.9 6.1 y 1 6 z 5 10 int 2 face ran x 1 6 y 5.9 6.1 z 5 10 int 1 maxedge 0.55 int 2 maxedge 0.55 ; Move bin toward material ini x add -1.0 range Bin ini y add -1.0 range Bin ; Assign properties

FLAC3d基坑模拟复习进程

计算说明 1、计算方法 1）内力计算采用弹性支点法； 2）土的水平抗力系数按M法确定； 3）主动土压力与被动土压力采用矩形分布模式； 4)采用力法分析环形内支撑内力； 5）采用"理正深基坑支护结构软件FSPW 5.2"计算，计算采用单元计算与协同计算相结合，并采用FLAC-3D进行验证； 6）土层参数选取 2、单元计算 1）基坑分为4个区，安全等级为一级，基坑重要性系数为1.1； 2）荷载： 施工荷载：10kPa； 地面超载：4区活动荷载为25kPa，1区、2区和3区超载按10kPa考虑； 水压力；基坑外侧为常水位，内侧坑底以下 0.5m。 3）基坑开挖深度：根据现场地形确定，按开挖12.50m确定； 4）支撑水平刚度系数： 2 a T s EA K L s α = 式中α取0.8，E取28000MPa，L取7.0m，sa取1.20m，s取7.0m，经计算，kT 大于800 MN/m，本计算中，取800MN/m。 5）计算过程详见附件1，其中1区选用钻孔ZK1，2区选用钻孔ZK4，3区选用钻孔ZK16，4区选用钻孔ZK5。各区计算结果汇总如下： 表2 计算结果汇总表 3、协同计算 1）计算方法简介 协同计算采用考虑支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用有限元的计算方法。 有限元方程如下： （[K n]+[Kz]+[Kt]）{W)}={F} 式中： [K n]－内支撑结构的刚度矩阵；

[K z]－支护结构的刚度矩阵； [Kt]－开挖面以下桩侧土抗力的刚度矩阵； {W}－位移矩阵； {F}－荷载矩阵。 计算时采用如下简化计算方法： （1）将基坑周边分成几个计算区域，同一计算区域的支护信息相同，地质条 件相同。 （2）将每一个桩或每单位长度的墙看成是一个超级的子结构，这一子结构包 括桩墙，土，主动和被动土压力。 （3）将第三道锚索等效为弹性支承点，作为支承系统的一部份进行计算。 （4）单独求解（2)中的子结构，可采用单桩内力计算的一套方法，将刚度和 荷载凝聚到与支锚的公共节点上，这是一个一维梁计算问题。 （5）单独求解内支撑系统，将（4）中所得子结构刚度，荷载迭加到内支撑 系统，求解后即为最终结果，这是一个二维梁计算问题。 2）基坑模型建立：为能较好地模拟基坑开挖实际情况，在基坑建模时，严格按照基坑实际尺寸进行构建，其构件编号详见附件2图1~3。 3）由于协同计算时，软件无法考虑土体的被动土压力，因此如果按整个场地不同区段不同地层的参数进行计算，其结果会产生较大误差。为消除这种误差，本协同计算时选用钻孔ZK5作为计算依据，将整个场地的土层视为等厚土层，计算时基坑开挖深度14.80m，地面荷载按25kPa考虑。 4）按以上的简化计算原则，本协同计算结果汇于下表，其计算过程详见附件2协同计算书。 表3 协同计算结果汇总表 4、环梁内力力法分析 1)模型的简化 根据工程实际条件，环梁四周存在多个集中力的作用。若依据集中力来求解环梁所受弯矩在理论上是成立的，但其工作量过于庞大。加之，无现成的程序可以利用，以人工运算的方式难于完成。既使通过人工运算得一结果，也难以保证结果的正确性。因此，设计者将多个集中力的作用转换为一均布水压力作用。这是计算过程中的第一步简化，即从图1所示力学模型转化为图2所示的力学模型。二是将封闭圆环受集中力作用的力学模型转化为非封闭圆环受集中力作用的力学模型，并在圆环开口处施加固定端约束，即从图2所示的力学模型转化为图3所示的力学模型（无铰拱）。图3所示的结构力学模型，其实是3次超静定结构。求解该3次超静定结构的内力须采用力法，于是将图3所示的结构力学模型的基本体系如图4所示。所以环梁内力的结构力学计算转变为一个三绞拱在均匀水压力作用下的3次超静定结构计算问题。

基坑开挖数值模拟

7数值模拟 7.1数值模拟方法简介 数值模拟技术作为一种研究手段，已经被广泛的应用于各行各业领域的研究中。目前，数值分析方法主要分为二大类：一类是以有限差分法为代表，其特点是直接求解基本方程和相应的定解条件的近似解；另一类数值分析方法是首先建立和原问题基本方程及相应定解条件等效的积分方法，然后据之建立近似解法。 LS-DYNA作为世界上最著名的通用显示动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维三维非线性结构的高速碰撞，爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热，流体及流固耦合问题，在工程应用如汽车安全设计，武器系统设计，金属成型，跌落仿真等领域被广泛应用。本次采用ANSYS/LS-DYNA，进行混凝土支撑梁结构爆破拆除数值模拟研究。在ANSYS/LS-DYNA环境下，数值模拟的实现总体上分为两个过程：在ANSYS中建立结构实体模型，完成有限元网格的划分，输出有限元模型信息即输出关键字文件；编辑关键字文件，在DYNA环境下完成对结构倒塌过程的数值模拟计算。 对结构有限元模型的建立过程，数值模拟中采用的钢筋和混凝土材料模型、接触方式等各种计算控制项进行了阐述。 LS-DYNA程序中主要提供如下几种计算方法： （1）Lagrange算法

坐标固定在物质上或者说随物质一起运动和变形，处理自由面和物质界面非常直观，由于网格始终对应物质，因此能够精确的跟踪材料边界和描述物质之间的界面，这是Lagrange算法的主要优点。但是，由于网格随材料流动而变形，一旦网格变形严重，就会引起数值计算的不稳定，甚至使得计算无法继续进行（如发生负体积或复杂声速等问题）。因此，Lagrange算法在处理大变形大位移问题时，有其无法克服的弊端。 （2）Euler算法 网格被固定在空间，是不变形的。物质通过网格边界流进流出，物质的大变形不直接影响时间步长的计算。因此，欧拉算法在处理大变形问题方面具有优势。欧拉方法通过输运项计算体积、质量、动量和能量的流动。欧拉计算可以直接通过在离散化格式中包括迁移导数项进行，或通过二步操作完成。二步法操作的第一步主要是拉格朗日计算，第二步输运阶段是重分计算网格相当于回到它的原来状态。LS-DYNA程序采用后一种方法。欧拉算法的缺点是网格中物质边界不清晰，难以捕捉各物质界面。 （3）ALE方法 吸取了欧拉法和拉格朗日法两种方法的优点。ALE算法能够进行自动重分网格操作。它包括拉格朗日时间步，然后是一个输运步。输运步可以采用三种方法：1. 发生合理的网格变形时空间网格不再重分（拉格朗日）；2. 发生严重的网格变形时重分成原始形状（欧拉）； 3. 发生严重的网格变形时重分为合理的形状，因此允许网格拓扑（拉

深基坑开挖及支护专项方案

目录 一、工程概况............................................................ - 1 - 二、编制依据............................................................ - 1 - 三．基坑支护设计........................................................ - 2 - 四．施工准备............................................................ - 2 - 五．施工部署............................................................ - 6 - 六．施工方法............................................................ - 8 - 七．质量保证措施....................................................... - 27 - 八．安全保证措施....................................................... - 29 - 九．文明施工、环境保护措施............................................. - 33 - 十．附图............................................................... - 35 -

FLAC3D原理..

2、2 三维数值模拟方法及其原理 2、2、1 FLAC3D工程分析软件特点 FLAC3D就是由美国Itasca Consulting Group, Inc、为地质工程应用而开发得连续介质显式有限差分计算机软件。FLAC即Fast Lagrangian Analysis of Continua 得缩写。该软件主要适用于模拟计算岩土体材料得力学行为及岩土材料达到屈服极限后产生得塑性流动,对大变形情况应用效果更好。 FLAC3D程序在数学上采用得就是快速拉格朗日方法,基于显式差分来获得模型全部运动方程与本构方程得步长解,其本构方程由基本应力应变定义及虎克定律导出,运动平衡方程则直接应用了柯西运动方程,该方程由牛顿运动定律导出。 计算模型一般就是由若干不同形状得三维单元体组成,也即剖分得空间单元网络区,计算中又将每个单元体进一步划分成由四个节点构成得四面体,四面体得应力应变只通过四个节点向其它四面体传递,进而传递到其它单元体。当对某一节点施加荷载后,在某一个微小得时间段内,作用于该点得荷载只对周围得若干节点(相邻节点)有影响。利用运动方程,根据单元节点得速度变化与时间,可计算出单元之间得相对位移,进而求出单元应变,再利用单元模型得本构方程,可求出单元应力。在计算应变过程中,利用高斯积分理论,将三维问题转化为二维问题而使其简单化。在运动方程中,还充分考虑了岩土体所具有得粘滞性,将其视作阻尼附加于方程中。 FLAC3D具有一个功能强大得网格生成器,有12种基本形状得单元体可供选择,利用这12种基本单元体,几乎可以构成任何形状得空间立体模型。 FLAC3D主要就是为地质工程应用而开发得岩土体力学数值评价计算程序,自身设计有九种材料本构模型: (1)空模型(Null Model) (2)弹性各向同性材料模型(Elastic, Isotropic Model) (3)弹性各向异性材料模型(Elastic, anisotropic Model) (4)德拉克-普拉格弹塑性材料模型(Drucker-Prager Model) (5)莫尔-库伦弹塑性材料模型(Mohr-Coulomb Model)

深基坑土石方开挖及边坡支护专项施工方案(完整版)

目录附图

一、编制依据 1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011； 2、JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》； 3、GB50330-2002《建筑边坡工程技术规范》 4、GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》； 5、《挡土墙国家标准图集》04J008 6、《建筑结构荷载规范》GB50009--2012 7、《混凝土结构设计规范》GB50010--2010 8、本工程《岩土工程地质勘察报告》。 9、挡土墙设计方案 10、本工程有关设计图纸。 11、国家住房和城乡建设部《关于印发(危险性较大的分部分项工程安全管理办法)》。 二、工程概况 1、工程概况 本工程建设地点位于松阳县乌行山，洞阳观旅游度假村二期滨水酒店相对标高±0.000相当于绝对标高160.900m。地上二层、地下一层建筑面积3469.1 m2，基础采用柱下独立天然基础和防水板，基础持力层为③-2层中微风化砂砾岩，地基承载力标准值fka=2000kPa，基础入持力层≥200mm。防水板厚度400mm，地下室防水板板、剪力墙及顶板混凝土强度等级为C30，抗渗等级S6。因场地在山坡部位地形比较复杂开挖深度1~4.85m，土、石

方开挖工程量约4500m3。 2、地基基础分析及水文特征 根据《岩土工程地质勘察报告》坑壁侧壁出露的土层主要有①层素填土、②-1层粉质粘土、②-2含碎石粉质粘土、③-1层强风化砂砾岩和③-2层中微风化砂砾岩。土\岩石边坡按l：1坡度放坡开挖。本工程与度假酒店紧邻地下室基坑开挖深度较深，深度达到4.85m，属于局部深基坑。 本工程基坑存地下水有松散岩类孔隙潜水和基岩风化裂隙水，总体看地下水水量不大。地下水对基础施工影响较大。在基坑施工时需准备施工降水设备排水。 基坑开挖后，应通知勘察单位，会同各有关部门，做好验槽工作。若遇地质情况复杂，不能满足设计要求时，可进行施工勘察。 3、周边环境 东侧距离在建的度假酒店6m~10m宽，南、北、西侧基坑边都是空地 基坑施工点距离洞阳观水库大坝比较近，由于③-1层强风化砂砾岩和③-2层中微风化砂砾岩层比较坚硬，采用凿岩机挖凿，考虑施工安全及减少坡面的影响，我公司决定采用挖掘机挖除基坑上层土方，凿岩机挖凿基坑石方。 三、基坑支护方案的选择 根据本工程《岩土工程地质勘察报告》和挡土墙设计的图纸进行施工。根据地质情况，结构设计要求并结合场地周边环境，本基坑边坡支护形式为自然放坡开挖，局部与度假酒店紧邻放坡不够采用钢筋混凝土挡墙支护。

flac3d基坑开挖命令

new title 基坑开挖模拟—未穿通 ;---建立壳模型 gen zone brick p0 -22.5 15 -0.6 p1 -20.5 13 -0.6 p2 0 17.5 -0.6 p3 -22.5 15 0 & p4 0 15.5 -0.6 p5 0 17.5 0 p6 -20.5 13 0 p7 0 15.5 0 gen zone brick p0 -22.5 -1 -0.6 p1 -20.5 0 -0.6 p2 -22.5 15 -0.6 p3 -22.5 -1 0 & p4 -20.5 13 -0.6 p5 -22.5 15 0 p6 -20.5 0 0 p7 -20.5 13.0 0 gen zone brick p0 -12.5 -15.5 -0.6 p1 -10.5 -13.5 -0.6 p2 -22.5 -1 -0.6 & p3 -12.5 -15.5 0 p4 -20.5 0 -0.6 p5 -22.5 -1 0 p6 -10.5 -13.5 0 p7 -20.5 0 0 gen zone brick p0 -12.5 -15.5 -0.6 p1 0 -15.5 -0.6 p2 -10.5 -13.5 -0.6 & p3 -12.5 -15.5 0 p4 0 -13.5 -0.6 p5 -10.5 -13.5 0 p6 0 -15.5 0 p7 0 -13.5 0 ;---建立对称单元 gen zone reflect dd 90 dip 90 origin 0 0 0 group shell ;---冠梁参数 model elas sel shell id=1 range group shell sel shell id=1 elemtype=dkt crossdiag range group shell z -0.6 0 sel shell prope density 1600 iso 2e11 0.0 thick 0.6 range group shell ;---建立基坑模型 generate zone radbric size 5 5 5 5 & p0 0 0 0 p1 50 0 0 p2 0 0 -20 p3 0 40 0 p4 50 0 -20 & p5 0 40 -20 p6 50 40 0 p7 50 40 -20 p8 20 0 0 p9 0 0 -8.5 & p10 0 15 0 p11 20 0 -8.5 p12 0 15 -8.5 p13 20 13 0 p14 20 13 -8.5 fill group kengnei generate zone radbrick size 5 5 5 5 & p0 0 0 0 p1 0 -40 0 p2 0 0 -20 p3 50 0 0 & p4 0 -40 -20 p5 50 0 -20 p6 50 -40 0 p7 50 -40 -20 & p8 0 -13 0 p9 0 0 -8.5 p10 20 0 0 p11 0 -13 -8.5 p12 20 0 -8.5 & p13 10 -13 0 p14 10 -13 -8.5 fill group kengnei ;---建立对称单元 gen zone reflect dd 90 dip 90 origin 0 0 0 ;---连接 attach face rang z -8.6 -8.4;---基坑参数设定莫尔库仑参数 attach face ran y -.1 .1 attach face ran x -.1 .1 group section1 range z -2,0 group kengnei group section2 range z -4,-2 group kengnei group section3 range z -6,-4 group kengnei group section4 range z -8,-6 group kengnei group section5 range z -8.5,-8 group kengnei ;---基坑土体设置材料模型参数

深基坑开挖及支护施工方案——经专家论证

目录 1、基本概况 (2) 2、编制依据 (2) 3、工程概况 (3) 3.1 基本情况 (3) 3.2 地形地貌 (3) 3.3 工程地质 (3) 3.4工程地质条件 (4) 3.5地下水情况 (5) 3.6周围建筑物 (5) 4、基坑护壁及排水设计方案 (5) 4.1喷锚支护设计 (5) 4.1.1设计依据 (5) 备注：①所有纵向加强筋均为Φ14与锚杆间距一致双向； (6) ②锚杆注浆浆体采用水灰比为1:1的水泥浆,注浆压力0.2～1.0MPa； (6) (1)施工工艺流程 (7) 4.1.5喷锚支护施工方法 (7) ⑴测量放线 (7) ⑵锚杆工程 (7) ⑶钢筋网工程 (7) ⑷喷射混凝土工程 (7) 4.2排水设计 (7) 5、施工准备 (8) 5.1 劳动力计划 (8) 5.2 主要进场仪器设备计划 (9)

5.3 现场总平面布置原则 (9) 6、总体进度计划 (10) 7、土方施工 (10) 7.1 开挖顺序及坡道留设 (10) 7.2 渣土消纳 (11) 7.3挖土及运输车辆的配置 (11) 7.4施工方法 (11) 7.5验槽 (12) 8、本基坑工程难点和重点 (12) 8.1工期紧 (12) 8.2插入工序多 (12) 8.3坑中坑开挖高差大 (12) 8.4天气影响 (12) 9、基坑监测方案及紧急情况预案 (13) 9.1基坑监测 (13) 9.2 紧急预案 (13) 9.3雨季施工措施 (14) 10、文明施工与环境保护 (15) 10.1噪声控制 (15) 10.2粉尘 (15) 10.3 遗撒控制 (15) 10.4 安全措施 (16) 计算书 (17) 1、参数信息 (17) 2、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算 (19) 3、土钉墙整体稳定性的计算 (20) 4、抗滑动及抗倾覆稳定性验算 (26)

FLAC 3D基础知识

FLAC 3D基础知识介绍 一、概述 FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）由美国Itasca公司开发的。目前，FLAC有二维和三维计算程序两个版本，二维计算程序V3.0以前的为DOS版本，V2.5版本仅仅能够使用计算机的基本内存64K），所以，程序求解的最大结点数仅限于2000个以内。1995年，FLAC2D已升级为V3.3的版本，其程序能够使用护展内存。因此，大大发护展了计算规模。FLAC3D是一个三维有限差分程序，目前已发展到V3.0版本。 FLAC3D的输入和一般的数值分析程序不同，它可以用交互的方式，从键盘输入各种命令，也可以写成命令（集）文件，类似于批处理，由文件来驱动。因此，采用FLAC程序进行计算，必须了解各种命令关键词的功能，然后，按照计算顺序，将命令按先后，依次排列，形成可以完成一定计算任务的命令文件。 FLAC3D是二维的有限差分程序FLAC2D的护展，能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析。调整三维网格中的多面体单元来拟合实际的结构。单元材料可采用线性或非线性本构模型，在外力作用下，当材料发生屈服流动后，网格能够相应发生变形和移动（大变形模式）。FLAC3 D采用的显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术，能够非常准确的模拟材料的塑性破坏和流动。由于无须形成刚度矩阵，因此，基于较小内存空间就能够求解大范围的三维问题。 三维快速拉格朗日法是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为。三维快速拉格朗日分析将计算区域划分为若干四面体单元，每个单元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性本构关系，如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动，则单元网格可以随着材料的变形而变形，这就是所谓的拉格朗日算法，这种算法非常适合于模拟大变形问题。三维快速拉格朗日分析采用了显式有限差分格式来求解场的控制微分方程，并应用了混合单元离散模型，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形，尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点。 FLAC-3D(Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua)是美国Itasca Consulting Gou p lnc开发的三维快速拉格朗日分析程序，该程序能较好地模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生的破坏或塑性流动的力学行为，特别适用于分析渐进破坏和失稳以及模拟大变形。它包含10种弹塑性材料本构模型，有静力、动力、蠕变、渗流、温度五种计算模式，各种模式间可以互相藕合，可以模拟多种结构形式，如岩体、土体或其他材料实体，梁、锚元、桩、壳以及人工结构如支护、衬砌、锚索、岩栓、土工织物、摩擦桩、板桩、界面单元等，可以模拟复杂的岩土工程或力学问题。 FLAC3D采用ANSI C++语言编写的。 二、FLAC3D的优点与不足 FLAC3D有以下几个优点： 1 对模拟塑性破坏和塑性流动采用的是“混合离散法“。这种方法比有限元法中通常采用的“离散集成法“更为准确、合理。 2 即使模拟的系统是静态的，仍采用了动态运动方程，这使得FLAC3D在模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍。 3 采用了一个“显式解“方案。因此，显式解方案对非线性的应力-应变关系的求解所花费的时间，几互与线性本构关系相同，而隐式求解方案将会花费较长的时间求解非线性问题。面且，它没有必要存储刚