Geostudio及FLAC3D

1、地質(zhì)工程數(shù)值法GeoStudio上機(jī)實(shí)習(xí)作業(yè)內(nèi) 容：用GeoStudio的Seep/w模塊模擬滑坡不同工況下的地下水滲流曲線。要 求：提供模擬結(jié)果文件，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收操作。相關(guān)資料：ü 滑坡工程地質(zhì)剖面圖；ü 巖土參數(shù)；ü 滲流模擬工況。1 計(jì)算模型的建立根據(jù)2#滑坡的工程地質(zhì)條件，選擇該滑坡鉆探剖面（圖1）作為模擬剖面。其方位NW113°，滑坡前緣高程1190m，后緣高程1398m，前緣和后部較薄，中部較厚，根據(jù)鉆孔揭露，滑體物質(zhì)主要是灰黑色碎塊石土，滑帶土主要為灰黒色含角礫粉質(zhì)粘土、角礫質(zhì)土或含角礫泥炭質(zhì)土，滑帶厚度0.61.5m，滑床為炭質(zhì)頁巖和炭質(zhì)灰?guī)r

2、的碎塊石土?；谝陨蠗l件，對(duì)該堆積層滑坡的坡體地質(zhì)模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分，共剖分為2829個(gè)網(wǎng)格單元，如圖2所示。圖1 2#滑坡工程地質(zhì)剖面圖操作步驟：1. 打開Geostudio：2. 操作界面尺寸設(shè)置：3. 導(dǎo)入圖形4. 檢查圖形5. 設(shè)置材料屬性6. 將材料屬性賦予給圖形區(qū)域7. 劃分網(wǎng)格8. 設(shè)置邊界條件，修改顏色9. 賦予邊界條件10. 檢查模型是否正確11. 保存，并solve12. 查看結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相一致，上層碎石土的滲流力明顯大于滑床的。2 計(jì)算參數(shù)與工況參數(shù)的取值主要由勘查資料中的巖土體物理力學(xué)試驗(yàn)、水文地質(zhì)試驗(yàn)、工程地質(zhì)類比以及經(jīng)驗(yàn)值等綜合確定。具體為：模型材料的天然、飽和容重

3、等由滲透試驗(yàn)確定；飽和體積含水量和飽和滲透系數(shù)，類比附近滑坡或者同一類型滑坡的物質(zhì)組成及坡體結(jié)構(gòu)等，確定出參數(shù)取值范圍，然后根據(jù)野外鉆探的實(shí)際資料，通過參數(shù)調(diào)整，反演出2#滑坡的實(shí)際地下水位，獲取后續(xù)模擬的參數(shù)，滲流場(chǎng)模擬過程中所涉及到的各層巖土體參數(shù)見表1。采用GEO-Studio軟件中的SEEP/W模塊進(jìn)行滑坡滲流場(chǎng)模擬時(shí)，視滑坡巖土體材料滲透系數(shù)和體積含水量為坡體孔隙水壓力的函數(shù)。當(dāng)巖土體處于飽和狀態(tài)時(shí)，滲透系數(shù)和體積含水量為定值；而當(dāng)巖土體處于非飽和狀態(tài)時(shí)其滲透系數(shù)和體積含水量應(yīng)該通過試驗(yàn)來確定。但鑒于試驗(yàn)的難度，一般取經(jīng)驗(yàn)值。本節(jié)進(jìn)行2#滑坡的滲流場(chǎng)模擬時(shí)采用SEEP/W模塊自帶的V

4、an Genuchten經(jīng)驗(yàn)曲線和飽和狀態(tài)時(shí)的參數(shù)來確定當(dāng)坡體材料處于非飽和狀態(tài)時(shí)的滲透系數(shù)和體積含水量與孔隙水壓力的函數(shù)關(guān)系，分別如圖3圖8所示。滲流模擬工況：一、自重+地下水；二、自重+50年一遇15日連續(xù)強(qiáng)降雨工況（50年一遇降雨強(qiáng)度為24小時(shí)最大值130.0mm）。表1 2#滑坡滲流場(chǎng)模擬各層巖土體參數(shù)選取巖性天然重度(kN/m3)飽和重度(kN/m3)飽和體積含水量(%)飽和滲透系數(shù)（×10-7m/s）抗剪強(qiáng)度指標(biāo)天然飽和C(KPa)(°)C(KPa)(°)滑坡堆積層19.720.522.86.938333227滑 帶19.720.523.26.922.

5、52219.120.7滑床20.421.422.40.860425236操作步驟：1. 輸入模型2.輸入材料屬性3.輸入材料屬性（因?yàn)槟Ｐ褪侵苯訌膕eep/w里面導(dǎo)入的，沒有取消seep里面使用的劃分網(wǎng)格）4.畫地下水位5.draw slip surface and exit range6.查看區(qū)域?qū)傩?. 畫孔隙水壓力云圖8. 查看數(shù)據(jù)9. Solve可以看到安全系數(shù)為1.39410.極限平衡法對(duì)應(yīng)的每個(gè)條塊受力圖11. 查看不同的方法對(duì)應(yīng)的不同安全系數(shù)12. 畫孔隙水壓力圖13. 輸出滑坡穩(wěn)定性報(bào)告FLAC3D數(shù)值模擬上機(jī)題計(jì)算模型分別如圖1、2、3所示，邊坡傾角分別為30°、4

6、5°、60°，巖土體參數(shù)為：密度2500 kg/m3, 彈性模量E1×108 Pa，泊松比0.3，抗拉強(qiáng)度t0.8×106 Pa，內(nèi)聚力C4.2×104 Pa，摩擦角17°，膨脹角20°試用FLAC3D軟件建立單位厚度的計(jì)算模型，并進(jìn)行網(wǎng)格剖分，參數(shù)賦值，設(shè)定合理的邊界條件，利用FLAC3D軟件分別計(jì)算不同坡角情況下邊坡的穩(wěn)定性，并進(jìn)行結(jié)果分析。附 換算公式：1 kN/m3= 100 kg/m3剪切彈性模量：體積彈性模量：1.坡角為30°時(shí)圖1 傾角為30°的邊坡(單位：m)輸入源代碼：set log o

7、nset logfile stability30.loggen zon brick &p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zon brick &p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 p4 100 2 40 &p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10model mohrPlotShowAdd surface blueAdd axes yellowprop dens 2500 bulk

8、 9.26e7 shear 3.79e7 coh 4.2e4 ten 8e5 friction 17 dilation 20fix x y z range z -0.1 0.1fix x range x -0.1 0.1 fix x range x 99.9 100.1fix yset gravity 0 0 -10def calfosminf=0maxf=2loop while maxf-minf>0.01 fs=(maxf+minf)/2.0 refric=atan(0.31/fs)*180/3.14 recoh=42000/fs commandini sxx 0.0 syy 0.0

9、 szz 0.0 sxy 0.0 sxz 0.0 szz 0.0ini xvel 0.0 yvel 0.0 zvel 0.0ini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0pro fric refric coh recoh set mech ratio 1e-5solve step 5000print fs end_commandaa=mech_ratioif aa<1e-5 thenminf=fselsemaxf=fsend_ifend_loopendcalfossave 2.sav輸入指令顯示圖形可以得到fs=1.476，邊坡是穩(wěn)定的。2. 坡角為45°時(shí)修改對(duì)應(yīng)的尺寸即可gen zon brick &p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0