盾构开挖模拟

mumuli007

用Flac3D模拟软土地区盾构隧道开挖，其中考虑了水的渗流、固结作用，主要是参考陈育民的书，土体开挖，衬砌施加，正面土压力施加，其中关于正面土压力施加的数值是参考自重地应力平衡时选取的，应该没什么问题，为什么隧道开挖一环的时候，开挖面土体竖向位移却是往上达好几米，纵向位移也达好几米，其他位置的土体位移比较正常，总感觉是隧道中间土体柱受应力集中的作用一样，很迷惑，求大师指点一下，现贴上图和相关命令流。

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模拟结果如图，有些图我没计算完就手动让它停止了

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命令流如下：


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;初始位移场清零
initial xdisp=0 ydisp=0 zdisp=0           ;设置位移为0
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;定义开挖面支护压力参数
def sup_stress
o_press=-1.1e5               ;地层应力
o_grad=6700                      ;地层应力梯度
s_press=o_press                  ;设定开挖面梯形支护压力
s_grad=o_grad
end
sup_stress
;===============================================================================
;循环计算开挖5环地层单元并设置管片支护
def exca_fun2
     loop n(1,5)
       a1=3*n-3
       a2=3*n
       b1=3*n-0.01                     ;开挖面所处位置
       b2=3*n+0.01
       n1=16*n-1                     ;n1、n2--施加施工载荷的管片单元号
       n2=16*n
       t=3*n/6.0                         ;t--该开挖步开挖过后所需时间（需将前面的开挖环的时间累加），单位天
       file_name1='exca_step'+string(n)+'.sav'
       file_name2='consolidation_step'+string(n)+'.sav'
     command
        model null range cyl end1 a1 23.1 25.7 end2 a2 23.1 25.7 radius 3.1      ;开挖第n环
        model fl_null range cyl end1 a1 23.1 25.7 end2 a2 23.1 25.7 radius 3.1   ;将开挖完的第n环土层单元设置为不透水模型
        sel shell id=1 range cyl end1 a1 23.1 25.7 end2 a2 23.1 25.7 radius 3.1 group mid-soil not  ;设置管片支护
        sel shell id=1 prop density=2450 isotropic=(3.45e10,0.3) thick=0.35      ;给id=1的壳单元赋予材料参数
        ;sel shell apply press -160e3 cid n1 n2
        ;================================================
        ;开挖面施加支护压力
        apply nstress s_press grad 0 0 s_grad range cyl end1 b1 23.1 25.7 end2 b2 23.1 25.7 radius 3.1
        ;===============================================
        ;关闭流体场，计算不排水平衡
        set fluid off
        set mech ratio 1e-5
        plot cont xdisp outl on
        solve
        save file_name1
        ;开启流体场，耦合计算该开挖环时段地层的排水固结
        set fluid on
        solve age t
        save file_name2
     endcommand
    endloop
end
exca_fun2

mumuli007

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网格模型

wqq8889

初步判断可能是nstress梯度设置错误，nstress正负是局部坐标系决定的。你的s_press算错了，应该是z=0时的值。我按照你的坐标算了一下z=25.7的时候，nstress=-1.1e5+6700*25.7=62190，是正值，对局部坐标系来说是把开挖面往外拉了。

gongzhenyu

这个图，是不是有点问题啊