基于FLAC3D的均质土坝最佳坡度分析.pdfVIP

No．5 第27卷第5期 水电能源科学 V01．27 200 andPower 0ct．2009 9年10月 WaterResourees 文章编号：1000—7709(2009)05—0133—03 基于FLAC3D的均质土坝最佳坡度分析 付海华 李德明 刘海军 (山东水利工程总公司，山东济南250014) 摘要：针对利用FLAc30可方便计算安全系数的特点，采用其内置FISH语言进行二次开发，编制了均质土坝 最佳坡度优化程序．以利于边坡工程选择安全和经济的坡度．并对采用FLAC30安全系数求解的方法、判据及 程序实现的原理进行了介绍。以工程为例说明程序的使用方法．验证了该程序在一定程度上可预知边坡工 程的安全性。计算结果可为边坡工程的设计和加固提供参考。 关键词：FLAC30；FISH；强度折减法；坡度优化 中图分类号：TP3H；TU452；TV541 文献标志码：B 工程中因除险与加固需要经常采用放缓坡度 坏时的强度指标折减系数，基于FLAC3D采用强 处理，选择既安全又经济的坡度是关键。FLAC3D 度折减法可很方便地进行计算。强度指标折减[4] 是基于拉格朗日插值的有限差分方法，适用于解 法为： 决多数工程力学问题，因而得到了广泛应用。 CF—c／F。血I (1) FLAC3D与其他岩土工程软件不同，提供了内嵌式 (2) 讳=tan-1((tanS)／F涮) 的FISH语言，在很大程度上便于程序的复杂建 式中，卯为折减后的粘聚力；讳为折减后的摩擦 模，不但可嵌入命令流文件工作，还可引用 角；Ftm。为折减系数。 FLAC3D本身的任何命令。用户可利用自定义新 强度折减法的要点是利用式(1)、(2)调整岩 的变量、函数甚至本构模型以满足各种工程计算 土体的强度指标C和乒，再对边坡稳定性进行数值 的需求，如设置区域范围内材料性质的变化、获得 分析，即不断调整折减系数、反复计算，直至达到临 计算过程中自定义变量的参数、设置程序内部不 界破坏，此时得到的折减系数即为安全系数Fs。 具有的特殊单元形态、在数值试验中进行伺服控 制、完成循环和指定特殊的边界条件、自动进行参 2 FLAC3D中的稳定判据 数分析等。这种语言可对FLAc3D进行开发，如 运用FISH语言在FLAC3D开发了粘弹性模型并 取得了很好效果[1]，与FI，AC3D或FLAC有关的 目前，FLAC3D中的稳定判据尚缺乏统一的失 反演方法如遗传算法和粒子群法[2]也均可借助 稳判据标准，即安全系数数值求解过程的终止条 FLAC3D中的FISH语言实现。但这种语言针对 件。现行的边坡失稳判据主要有以数值计算的收 性较强，功能与专门的编程语言相比较弱，不能进 敛性、以特征部位位移的突变性、以塑性区的