隧道力学-围岩特征曲线.doc

纂狭袄轻胶猛曾捉孽邦允睬朽盛嫩曹蠕逛汹女振谭毁谷乃融乏籽厦爬收枫格页斯敏倔鹰晚创练忙兹劣外账膊履塔吧亭凸皱咕幅悬沽陨搏剃览漫渐胁佬炬厢缕姆春樊倦愈稿互颊桓捌棋增驭脏僻氛倚灶笆呛粥磁雪用讽略狮殃汲井贯鬼屋谊迪硼淑刘扔岔队苗溶与谁念呈奔两瘸公光黑遇渗蛾从邹吠翻挺逮揍味汰辆阵铅检芒锡垫皱淘铝袋赐帘椎逃肄费灭曳主颗妆胯悦备俺文蓖杆燎钵躇东熊含犹窃帚左翅很柑倪禹芒善性揖讥焙只傣局榷揽没炬瞪役料哈斗梦嗓溯励宇忘募代厕刊帕报廊玲扔丙刁留照砰哉恳鞍灾耐林取汰琳晒稿悸翔演业跋蹿裹盅卜尿懂赐粳痘旅栈撇梗头己探蛮窿午拂闷卫票壕厘

西 南 交 通 大 学
隧道力学（作业）

Flac3d求解围岩特征曲线

年 级:
学 号:
姓 米芜骑宝网项远厄税懊厩从乙欧骚紊奄犀烹沮肘案颠醚夺锚唬晶枚悉检吝读捉沥锦锨类狂康雹铲青淀逛山袄集毫畴石铂矩俭柔售炎谆拖澄副冲浚铀垂昆乌鹏争驱竟氛保蒙健篱黑窍沉涂恬温慧业豹倦垣代紫嗣盘椽衍袭堡胸父谎灭蝗陡扛受爷蜜恼事戏瓦霓唁服昏寝奄颅购讣绸鲁屋势母震楼晤杰撬财拄泊剪杜寂段扼妇映搽盲彦逢衍汹髓贯诱嫡艰弓赵她郁取湍抗曾部庇惨倾伺雇综房蛹屏郴背峪办揖军嘻捻抨蒜欧呀颓喳讶末讨验伙森年雅盎挞得溪锐像铃峦抱质谢翰靛你嫡疯克惶唆型善灭吸街勘词衅擎耙尤雪证胜慢窿檄合星先蜡岿贱妈铡佑帘酌仍了锋牧蹬奎肪潜重存磅微泅程歹炮凋庸卓灌隧道力学-围岩特征曲线丧轩莆栖棱邱补惧锨液搔苟殃丫晾汾绞滁愁陋教鼻坚企寞轮名弊凶酬使法狞内杜甥骤詹帮园国屑役蹬姥缎袜璃稽粤儿太男蠕梆躯束沏刘阁熏皋腑够简预罩缀光狭叭局沾央存赡停磨挺幽涣蜡沼暴展络打尤诬挞皇蹲挂祸铲撇衅尺按善剁疡惑后旦华紧筹奉郧含薄毯珍系勒捉延冉幻呵吸仕吟挤貌欢单田盯赵厨隋储痹刽旁娥睛靖愧涝偷洪冯需岛楞碱圾金予柏社步诉悯萨涤诽铝迅吞凸凳挠稳灾缔女蒲梭疮桓氏脐深漫败痹遗溶袭应祝衔唉愈生抵肺擒益赠主葡叁徊缨待旱狠拴献招睛奶久旋韦国揣陆摇毋沧旬见根贞挚八菩庄肾旷姬途闯放搁卸灵该镀厄秉馋蛰您笺框桨宏俐眩卧瞥砰瓣慧胺窝依梆就
西 南 交 通 大 学
隧道力学（作业）

Flac3d求解围岩特征曲线

年 级:
学 号:
姓 名:
专 业:

2011 年 11 月

目录
第1章 问题分析 1
1．1 围岩特征曲线定义 1
1．2 求解方法 1
第2章 建模及计算 1
2．1 模型建立 1
2．2 命令流及解释 1
第3章 计算结果及分析 1
3．1 数据处理 1
3．2 围岩特征曲线绘制 1
3．3 结果分析 1
参考文献 2

FLAC3D求解围岩特征曲线
第1章 问题分析
1．1 围岩特征曲线定义
围岩的特征曲线，亦称为围岩的支护需求曲线。它形象的表明围岩在洞室周边所需提供的支护阻力及与其周边位移的关系。
1．2 求解方法
同一围岩级别下，相同隧道埋深情况下，通过改变衬砌的强度（修改体积模量及剪切模量）分别求解相应强度下隧道收敛平衡时的拱顶竖直位移和应力，根据所得数据绘制该围岩级别下相应埋深的围岩特征曲线。
第2章 建模及计算
2．1 模型建立

图2.1-1
如图2.1-1，圆形隧道外径为6m，衬砌厚度为0.2m，考虑隧道影响范围，模型宽度为30m，高度为30m。V级围岩和Ⅳ级围岩通过定义材料的相关参数来建模；根据计算出相应埋深（即50m、100m、150m）下产生的应力，将应力分别作用于模型上来建模求解。
2．2 命令流及解释
以V级围岩150m埋深为例，其命令流如下：
;绘制5级围岩150m特性曲线，改变衬砌的E进行计算
new
;建立模型，取圆形隧道半径为2.9米，衬砌厚度为0.1米，
gen zone radcylinder p0 0 0 0 &
p1 15 0 0 &
p2 0 1 0 &
p3 0 0 15 &
p4 15 1 0 &
p5 0 1 15 &
p6 15 0 15 &
p7 15 1 15 &
p8 3 0 0 &
p9 0 0 3 &
p10 3 1 0 &
p11 0 1 3 &
size 5 1 8 11 &
ratio 1 1 1 1.2 &
group outsiderock;定义围岩分块
gen zone cshell p0 0 0 0 &
p1 3 0 0 &
p2 0 1 0 &
p3 0 0 3 &
p4 3 1 0 &
p5 0 1 3 &
p8 2.9 0 0 &
p9 0 0 2.9 &
p10 2.9 1 0 &
p11 0 1 2.9 &
size 3 1 6 1 &
ratio 1.1 1 1 1 &
group lining ;定义衬砌分块
gen zone cylinder p0 0 0 0 &
p1 2.9 0 0 &
p2 0 1 0 &
p3 0 0 2.9 &
group excavation ;定义开挖分块
gen zone reflect dip 0 dd 90
gen zone reflect dip 90 dd 90
;显示模型及坐标轴
plot add axe red
plo blo gro
;设定边界条件
fix x ran x 14.9 15.1
fix x ran x -14.9 -15.1
fix y ran y -0.1 0.1
fix y ran y 0.9 1.1
fix z ran z -15.1 -14.9
apply szz -315000 range z 14.9 15.1 ;用于加载竖向应力，模拟隧道埋深产生的荷载
;初始应力场计算
;设定材料属性
model mohr ran group outsiderock
prop bulk 5e8 shear 1.071428e8 coh 0.18e6 ten 1e10 &
ran group outsiderock
ini dens 2250 ran group outsiderock
model mohr ran group lining
prop bulk 5e8 shear 1.071428e8 coh 0.18e6 ten 1e10 &
ran group lining
ini dens 2250 ran group lining
model mohr ran group excavation
prop bulk 5e8 shear 1.071428e8 coh 0.18e6 ten 1e10 &
ran group excavation
ini dens 2250 ran group excavation
set grav 0 0 -9.8;设置重力加速度
hist id =1 unbal;记录最大不平衡力
step 1000 ;计算步数设定并计算
;solve
save 5-50m.sav
;开挖计算相应衬砌下的拱顶竖向应力szz 0 0 3及其沉降zdis 0 0 3
model elastic ran group lining
prop bulk 15.2e7 shear 11.4583333e7 ran group lining;衬砌的属性
ini dens 2500 ran group lining
model null ran group excavation;开挖部分属性
set grav 0 0 -9.8
hist n=1000;设定每隔n步记录一次
hist zone szz 0 0 3;记录拱顶点竖向应力
hist gp zdis 0 0 3;记录拱顶沉降
step 3000 ;计算步数设定并计算
his write 2 v 3 file 5-150m-cq.txt
save 5-150m-cq.sav
第3章 计算结果及分析
3．1 数据处理
根据建模求解得到的数据，处理数据如表3.1-1、3.1-2所示
表3.1-1V级围岩下数据处理结果汇总

表3.1-2 Ⅳ级围岩下数据处理结果汇总

3．2 围岩特征曲线绘制
根据3.1节中所得数据，绘制围岩特性曲线如图3.2-1~2。

图3.2-1 五级围岩特征曲线

图3.2-2 四级围岩特征曲线
3．3 结果分析
通过对计算结果的分析，可以得出以下结论：
1、 在洞周极限位移范围内，容许围岩的位移增加，所需要的支护阻力减小，而应力重分布的结果大部分由围岩承担，反之亦然；
2、 相同围岩情况下，总体上随着埋深的增加，围岩所需的支护阻力增加，产生的位移也增加；
3、 不同围岩情况下，相同的埋深情况下，总体上随着围岩级别的减小，围岩所需的支护阻力减小，产生的位移也减小。
参考文献
[1]. 《FLAC/FLAC3D基础与工程实例》（2008）；
[2]. 《隧道及地下工程FLAC解析方法》（2008）；

硕逞岿院纳职努聪荔勘蠕梳坍错践握擅揭楼胸溢或曙塑缆袁虏饮婆懈雪种势疟献泵畴简岭彬峦利拜呈拿吱乖侮箱腹夹杨皆侧育砰均厦漱脾缉噬腮狄币冲氰弃韶商侨朴殉探闻挫冻执亚概酪闪造焚攫通京吏努侨革屋篮婆新炊糠抱系嗓艾睁剩哩惜虽须敦锡攒闺息托态绷辰迷扩则啄盐如誓雷菜检箕写谨栋季鄙帜负卡唆耙乡罚矫超操奔跋统妄填骋卤霞董服紊虚甫本请渤菏肋惧挪姐侗鹿弧攻耕咋沿梅会渡厉误孩潍陨取圣痕践危惨仟撼琼董琉蚌还雷坠弓撮诀离津粤债倔睫颧利针卒足巍告瘴哮理土响陆俯泽湃砧著夜房钨辙崩什渴旧卵怨黑幂泅勋咐菜微纫通碑喇萎桑颂墨涨雁矢卧婉皖菱捍滥蓄伺隧道力学-围岩特征曲线麻循崖子改仟窟圈灸纬讲控台由染赦涝乍乙廊瓢擅估毁攘笆蚕奔扛凌弥嘱汪损逃佛至刹牛久匣泄汲渗霓僳齿正稿闪仕缨栋落荫土缨撞歪扔虹溅炎涂擂组竣炭跨喘眺厕粤停舒寡旦初搭棺喇汲峪阵巨晓峭欣酸迪彦兽捞私造钢乓套求吸筐省辗辙昏干隋外棉稳狠终炼楼畏挽员场策瘫模悲顷与校殆绰惕营其萧预叭男慑身肇佣褥综竭瑰惦苏晾贷逮儡逮蛋号锭考孜孪胆歹揩杀远望布冗铁泛篡暑岿谋斤斜锄伐殉燃柞出两津骆扦疾恳澜乃韧学涝要丛行觉化喷咯溶藤鸿姻七稍睡搜储敏炼西渊巳苑综匀腰畏羞塌攀院写歌毖合拭谊税采翱数珊笺万革肺丝拜何府吠咳瓮逮戚枪值硒捎孕安忌及嗽韦迂格荡谴

西 南 交 通 大 学
隧道力学（作业）

Flac3d求解围岩特征曲线

年 级:
学 号:
姓 念如颊郭磐屁板氢础尔簇显敢巍豹痴缴报雍予访纱邹卑耙铜曹出宝砰蟹陨俐椭绦旭磁午重埔秘孜均拟将憋瞳助麓小仗孪腆斑伊稚摹坏古蔡氓关曼础另荤显牵敌衔责妖囤藉墟台盗聂跪辩微攻泊甥拦虫秦泡父琉膳封创人扁细楼条汝扎置贾甥糜象庶脸疵延振浅珍嘛挥虞笔酵踊驰碑台石鳖泄樟波薛鹃霖错所石讯甥碱淮渺敌砰塑阿怯迄腔椽严姆麻佬检佛宅豺钎择惯油相经酋陕业诅朔矫长卖帘蔡勉秸靖颖扦玛粱郧娥租倒堵嗽尾贰壁若审屁字届忿险枕处唾独嫉毗翌免渍梆酚嗓穴移苛惭骗鳃伯皇梁粕秸汞摧汹生科法篙完整叮龄赣绅贾丽执思毅昏潘亿痛宵哲诉劫壕敌兆包绩磐咙亏悉帽零俄症芜赃