FLAC 3D在地铁车站基坑开挖中数值模拟研究.docVIP

FLAC 3D在地铁车站基坑开挖中数值模拟研究【摘 要】 本文利用岩土工程专业分析软件FLAC 3D，模拟北京地铁8号线安德里北街站D出入口人防段通道开挖过程，建立了工程开挖、支护模拟模型，分析该工程开挖、支护全过程及在此过程中支护结构后面土体的变形和沉降分析。在分析中，采用Null单元模拟挖掉土体，通过时间步来定义工程开挖、支护过程，从而可以计算分析每一工况下支护结构的内力、变形和地表沉降。 【关键词】 FLAC 3D；开挖 【中图分类号】 TU741.3 【文献标识码】 D 【文章编号】 1727-5123（2012）03-127-02 Merical simulation analysis of the excavation of the subway station 【Abstract】 This paper has made use of geotechnical engineering professional analysis software FLAC 3D to simulate the excavation process of D exit and entrance person defending channel in Beijing subway Line 8.In addition, it has also established engineering excavation and support model, and analyzed the whole process of engineering excavation and support, as well as soil deformation. In this paper, the researcher has used the Null unit to simulate the removed soil. Through the time step to define engineering excavation and support process, in this way the researcher can calculate the internal force, deformation and surface subsidence of support structure for each condition. 【Key words】 FLAC 3D；Excavation 由于ＦＬＡＣ ３Ｄ在建立计算模型时采用键入数据命令行的方式，且ＦＩＳＨ语言具有其独特的源代码表达方式，故一般在Ｍｉｄａｓ ＧＴＳ或ＡＮＳＹＳ中完成前处理，包括建模、划分和分组拉伸网格等工作，然后通过转化程序将其转化为ＦＬＡＣ ３Ｄ程序的前处理数据文件，在ＦＬＡＣ ３Ｄ中完成开挖和后处理过程，并分析对比数据结果。 1　工程条件概述 北京地铁８号线是北京轨道交通规划网中一条由北向南贯穿北京城的轨道交通线，安德里北街站是８号线二期工程的中间站。车站位于安德里北街和鼓楼外大街十字交叉路口处，沿鼓楼外大街呈南北布置。根据钻探揭露的地层资料，按沉积年代、成因类型及岩土性质，将勘察深度范围内地层自上而下分为人工堆积层和一般第四纪沉积层。车站主体、出入口、紧急疏散口、风亭，盾构调头井等，围岩为人工堆积填土层和一般第四纪沉积的粉质粘土层、粉土层、细粉砂层、粘土层；修正后的围岩分级均为Ⅵ级。施工范围内存在上层滞水及局部存在层间滞留水，须采取降排水措施。 2　建模计算 ２．１　ＣＡＤ建模。做辅助线。建模前需要明确开挖过程和工序，这是做辅助线的根本依据。添加开挖影响范围的辅助线。左右两侧影响范围分别是一倍的洞径宽度，下侧影响范围是一倍的开挖高度。模型见图２： ２．２　Ｍｉｄａｓ ＧＴＳ建模。新建文件并导入模型。交叉分割图形并检查重复输入。注意交叉分割可能产生小的线段或弧段，不再满足网格划分区域要求，此时可采用合并线命令合并相应线段。 进行网格划分。①划分方法选择。一般有两种方法：a.自动划分平面网格（如图３所示）。b.采用播种子方法划分ｋ－线面映射网格（如图４所示）。播种子方法能控制分割数量，画出的网格更为规整；且由于自动划分网格的离散性和随意性，对称图形往往得到不对称的计算结果，故一般采用方法２）。②分割数量控制。模型外轮廓至影响范围区域按１ｍ／段进行划分；影响范围以外区域１．５－２ｍ／段进行划分。③镜像网格。 图３ 图４ 网格拉伸。①根据工序要求，确定不同拉伸组，可适当合并相同工序的组。②每扩展一次网格，需要修改相应实体属性。 ２．３　ＦＬＡＣ ３Ｄ开挖计算。 2.3.1　Ｍｉｄａｓ