使用Cable结构元支护后的位移计算

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1 引言

Itasca软件的结构元有多种，包括Beam, Liner, Cable, Pile, Rockbolt, Strip, Support, Shell等，其中Cable单元和Pile单元都可以承受岩石或土的剪切力，如果不考虑弯曲刚度，那么可以用Cable单元代替Pile单元，Cable单元可用于模拟锚索或土钉。Cable单元不支持力矩传输【梁结构元简要回顾(struct beam)】，通常在单元的法线方向上与周围环境刚性连接，在平行的方向上有一个可变形的连接，受灌浆材料的特性控制。

当进行FLAC3D模拟时，使用Cable结构元锚固后的安全系数比没有锚固时的安全系数增加了，这个计算结果是合理的，但是位移比没有锚固时的位移大或接近于没有锚固时的位移，显然这个计算结果是不合理的，以前曾讨论过这个疑问【计算factor-of-safety时需要考虑的一些问题】。本文首先比较了一个Cable支护的挡墙使用V7.0和V9.0的计算结果，然后使用V7.0分析了一个Cable支护的边坡。比较结果显示，V9.0似乎改变了Cable的算法，有些差异是非常大的。鉴于目前还没有更多证据显示计算方法的改变，本文只给出了事实性的比较结果，并没有得出明确的结论，最后列出了最新版的Cable命令和FISH函数。

2 Cable支护挡墙

2.1 V7.0版本计算

进行了三种状态下的计算：

(1) 没有支护。如果挡墙不支护，计算的最大位移为10mm。

(2) 使用Cable元支护(struct cable)，计算的最大位移是9.7mm, Cable的最大轴向力为359.74KN，最小轴向力为36.815KN。在这种情形下，Cable单元会发生破坏，显示支护能力不足。

(3) 增加Cable的高摩擦性，计算的最大位移量是0.62mm, Cable的最大轴向力为3843.6KN，最小轴向力为303.67KN。

来源：计算岩土力学

FLAC3D 材料控制

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首次发布时间：2023-03-18