FLAC程序在石英岩和砂岩隧道开挖中应用的对比研究.pdfVIP

第4卷第2期 华北科技学院学报 2007年6月 FLAC程序在石英岩和砂岩隧道开挖中应用的对比研究① 孟韬②1一，李海南1 (1．华北科技学院土木工程系，北京东燕郊101601；2．北京工业大学，北京100022) 摘要：本文基于FI。AC程序的基本原理及主要功能，通过对建立的石英岩和软岩中的隧道开挖模型的比 较研究，分析得出FIAC程序对地基处理问题的使用性和适用性。 关键词：FLAC程序；隧道；石英岩；砂岩 中图分类号：TP311．56文献标识码：A 文章编号：1672—7169(2007)02—0091—04 FL气C全称是Fast of 周围的若干节点(例如相邻的节点)有影响。根据 1aJlgrangianAnalysis COntinuum。FL气C是一种显式差分程序，于1986单元节点的速度变化和时段，程序可以求出单元 年由美国Itasca公司(Itasca 之间的相对位移，进而可以求出单元应变；根据单 ConSultingGroup， Inc)开发。该程序的基本原理和算法与离散元法元材料的本构方程应可以求出单元应力。随着时 相似，但它应用了节点位移连续的条件，可以对连 段的增长，这一过程将扩展到整个计算范围，直到 续介质进行大变形分析。FLAC程序可以模拟10边界。FLAC程序将计算单元之间的不平衡力， 种材料模型，可以进行边坡、基础、坝体、隧道、地 然后将此不平衡力重新加到各节点上，再进行下 下采场、洞室等问题的模拟分析。FIAC还具有一步的迭代运算，直到不平衡力足够小或者各节 很强的前处理功能和后处理功能。由于该程序特 点位移趋于平衡为止。 别适合于岩土工程问题分析，推出以后立即受到 2 FLAC程序的主要特点 重视，日前在国际岩土界相当流行。FL蛇程序 2。1较低的硬件配置 引入国内仅有十来年时间，已引起许多科研单位 的广泛兴趣。本文对其基本原理及主要功能作简 要35M的硬盘空间，加上模型储存文件也只需要 要介绍，并应用FLAC程序对石英岩和砂岩中的 100M左右。由于FU屺程序采用的是显式有限 隧道开挖进行了对比研究。 差分方法，在运算过程中不必形成象有限元程序 1 FL蜒程序基本原理 那样的整体刚度矩阵，因此程序运行所占的内存 FLAC程序采用的是拉格朗日法。拉格朗日不大。在内存较小的微机上亦可以进行较大规模 法是流体力学中研究流体运输的两种方法之一。 的计算。实际应用经验表明，具有4M内存的微 它通过单个流体质点运动参数随时间的变化规 机可以计算大约15000个单元的算题。如果采用 律，以及相邻质点间这些参数的变化规律，来研究 菜单驱动模式，也是只需要60M左右的内存。 整个流场中流体的运动。将拉格朗日法移植到固 2．2方便的多模式操作 体力学中，将所研究的区域划分成网络，网格节点 FLAC程序经过多年发展，现在既可以作为 相当于流体的质点，然后按时步用拉格朗日法来 菜单驱动计算程序进行操作，又可以作为命令驱 研究网格节点的运动，这种方法就称为拉格朗日 动计算程序进行操作。作为初级用户可以使用菜 元法。该方法最适合于求解非线性大变形问题。 单驱动计算程序，通过鼠标操作菜单生成FIAC FL虻程序基于显式差分法来求解运动方程 模型，这种方式为用户提供了简单而又快捷的方 和动力方程。二维的FIAC程序对计算区域内的法。而命令驱动计算程序为高级用户提供了更为