[發(fā)明專利]基于FLAC3D軟件的抗滑樁設(shè)計推力曲線計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910588650.5
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110263483B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷達(dá);蔣關(guān)魯;鄒祖銀;付正道;范凱;董青;戢林;賈少敏;馮研;高焱;李保險
• 申請（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 胡文莉

1.一種基于FLAC3D軟件的抗滑樁設(shè)計推力曲線計算方法，其特征在于，包括：橫向?qū)挾葹?米的邊坡三維模型、滑動面極限內(nèi)摩擦角和極限粘聚力的計算方法、監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生彈性力的計算方法、監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生滑坡推力的計算方法、監(jiān)測截面前側(cè)土體抗力的計算方法和監(jiān)測截面抗滑樁設(shè)計推力的計算方法；

根據(jù)所述橫向?qū)挾葹?米的邊坡三維模型，基于二分法的計算原理，利用LOOP循環(huán)語句折減滑動面內(nèi)摩擦角和粘聚力的計算方法計算極限值，利用彈性本構(gòu)模型計算監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生的彈性力，根據(jù)工程設(shè)計安全系數(shù)，利用摩爾-庫侖本構(gòu)模型計算滑動面極限內(nèi)摩擦角和極限粘聚力折減時的樁后滑坡推力和樁前土體抗力，樁后滑坡推力減去彈性力和樁前土體抗力的計算結(jié)果，即為各個監(jiān)測截面的抗滑樁設(shè)計推力，將它們連成曲線，得到邊坡的抗滑樁設(shè)計推力曲線；

所述橫向?qū)挾葹?米的邊坡三維模型具體為：邊坡模型采用實體單元網(wǎng)格模擬，幾何尺寸和原型保持一致，邊坡模型的橫向?qū)挾染鶠?米，在邊坡模型的前側(cè)邊界、后側(cè)邊界、底部邊界和橫向?qū)挾确较蛏希O(shè)置固定速度和位移的邊界條件；

所述滑動面極限內(nèi)摩擦角和極限粘聚力的計算方法，具體為：建立橫向?qū)挾葹?米的邊坡三維模型，以力不平衡比率不大于1×10^-5為收斂指標(biāo)，將土體粘聚力和抗拉強度設(shè)為1×10¹⁰Pa，采用更改強度參數(shù)的摩爾-庫侖本構(gòu)模型生成初始地應(yīng)力場；設(shè)置折減系數(shù)的上限值k₂和下限值k₁，設(shè)定折減系數(shù)的計算精度，并預(yù)定最大計算時步數(shù)；根據(jù)二分法的計算原理，采用FISH語言編寫LOOP循環(huán)語句，參照公式和折減邊坡滑動面的內(nèi)摩擦角φ₀和粘聚力c₀，當(dāng)力不平衡比率不大于1×10^-5時，則下一次計算中的下限值替換為當(dāng)力不平衡比率大于1×10^-5時，則下一次計算中上限值替換為當(dāng)經(jīng)過數(shù)次折減計算，最終折減系數(shù)仍為k₂時，則應(yīng)設(shè)置更大的上限值；當(dāng)經(jīng)過數(shù)次折減計算，最終折減系數(shù)仍為k₁時，則應(yīng)設(shè)置更小的下限值；利用摩爾-庫侖本構(gòu)模型求解相應(yīng)的地應(yīng)力場，通過循環(huán)折減計算，當(dāng)上下限值的差值小于計算精度時，計算結(jié)束，得到滑動面的極限內(nèi)摩擦角和極限粘聚力；

所述監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生彈性力的計算方法，具體為：監(jiān)測截面沿坡腳方向的巖土體定義為剛體，利用彈性本構(gòu)模型計算監(jiān)測截面相鄰?fù)馏w單元網(wǎng)格的水平土壓力，再乘以相應(yīng)監(jiān)測截面土體單元網(wǎng)格高度，求和匯總得到監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生的彈性力；

所述監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生滑坡推力的計算方法，具體為：根據(jù)工程設(shè)計安全系數(shù)F_S，按照公式φ_F＝tan^-1((tanφ)/F_S)和c_F＝c/F_S，對滑動面的極限內(nèi)摩擦角φ和極限粘聚力c進(jìn)行折減，將監(jiān)測截面沿坡腳方向的巖土體定義為剛體，利用摩爾-庫侖本構(gòu)模型計算監(jiān)測截面相鄰?fù)馏w單元網(wǎng)格的水平土壓力，再乘以相應(yīng)監(jiān)測截面土體單元網(wǎng)格高度，求和匯總得到監(jiān)測截面后側(cè)土體產(chǎn)生的滑坡推力；

所述監(jiān)測截面前側(cè)土體抗力的計算方法，具體為：根據(jù)工程設(shè)計安全系數(shù)F_S，按照公式φ_F＝tan^-1((tanφ)/F_S)和c_F＝c/F_S，對滑動面的極限內(nèi)摩擦角φ和極限粘聚力c進(jìn)行折減，將監(jiān)測截面沿坡頂方向的巖土體定義為剛體，利用摩爾-庫侖本構(gòu)模型計算監(jiān)測截面相鄰?fù)馏w單元網(wǎng)格的水平土壓力，再乘以相應(yīng)監(jiān)測截面土體單元網(wǎng)格高度，求和匯總得到監(jiān)測截面前側(cè)的土體抗力；

所述監(jiān)測截面抗滑樁設(shè)計推力的計算方法，具體為：抗滑樁設(shè)計推力＝滑坡推力-彈性力-土體抗力。