基于Python的FLAC3D基坑土釘受力統(tǒng)計(jì)分析

張浩 中設(shè)科欣設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司南京港航工程分公司

董勤學(xué) 南京智航工程技術(shù)咨詢有限公司

1.引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，基坑工程建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多。基坑工程復(fù)雜，若支護(hù)體系失穩(wěn)及變形超出承受范圍，將導(dǎo)致基坑周邊建筑物及設(shè)施發(fā)生破壞，可能造成嚴(yán)重的后果。土釘具有施工機(jī)具靈活、工藝簡(jiǎn)單、場(chǎng)地影響小、適用于狹窄空間等特點(diǎn)，已成為基坑中最常用的支護(hù)形式之一，基坑土釘受力分析對(duì)保障基坑安全穩(wěn)定具有重要的意義。

FLAC3D是一款基于連續(xù)介質(zhì)理論和顯式有限差分方法開(kāi)發(fā)的軟件，廣泛應(yīng)用于巖土工程力學(xué)分析，其內(nèi)置多種結(jié)構(gòu)單元，非常適用于基坑及相關(guān)支護(hù)結(jié)構(gòu)的模擬，在多個(gè)工程領(lǐng)域基坑中廣泛應(yīng)用。FLAC3D內(nèi)置fish語(yǔ)言，能夠?qū)崿F(xiàn)多種信息控制統(tǒng)計(jì)分析，但對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)則需要編寫(xiě)大量的代碼，對(duì)于土釘?shù)纫痪S結(jié)構(gòu)Cable單元使用遍歷統(tǒng)計(jì)存在可能低估受力分布的問(wèn)題。FLAC3D新嵌入的Python語(yǔ)言，進(jìn)一步拓展了相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析能力，相關(guān)學(xué)者通過(guò)編寫(xiě)Python程序，拓展了巖土工程相關(guān)問(wèn)題的解決效率及思路。

本文針對(duì)fish語(yǔ)言對(duì)Cable結(jié)構(gòu)單元受力統(tǒng)計(jì)的缺點(diǎn)，利用Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)每根Cable單元最大受力Element獲取，并對(duì)最大受力位置進(jìn)行云圖展示及統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)基坑土釘支護(hù)受力統(tǒng)計(jì)分析及合理評(píng)估，最后通過(guò)工程案例介紹該方法在碼頭基坑中的應(yīng)用。

2.FLAC3D Cable單元土釘模擬

通過(guò)在土體內(nèi)鉆孔安裝一定長(zhǎng)度及分布密度的土釘，與土體共同作用以彌補(bǔ)土體強(qiáng)度的不足，達(dá)到延遲塑性變形的發(fā)生，提高基坑穩(wěn)定性的作用。……