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摘要：FLAC 3D是当前的在岩土工程领域应用较普遍的数值分析软件，在边坡稳定性分析时具有强大的计算功能，在建立模型通过不断单一的改变不同的岩土体的参数值，得出不同岩土体参数对滑坡面的影响程度。
关键词：FLAC3D;安全系数;滑坡面;数值模拟
1 概述
由于岩土体介质的复杂性，分析边界和工况的多变，用经典力学求解复杂的岩体工程问题的解析解已经很难，甚至不可能。随着电子计算机的广泛使用，数值分析方法在岩土工程、工程地质领域获得了迅速的发展，为研究岩土工程和工程地质问题提供了强有力的手段。数值模拟理论和方法发展迅速，工程地质数值方法的不断成熟和完善，使得解决工程地质问题更加广泛，研究的课题更加深入。一方面，飞速发展的工程地质学不断地提出新的难题，用现成的数学、力学理论对其无法作出确切的描述，工程地质数值方法为解决这类问题提供了可能的手段;另一方面，各种数值方法的不断成功应用，深化了人们对许多工程地质现象的理解，并有力地推动了工程地质学科的定量化进程。
FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）数值分析软件是为满足岩土工程、隧道工程、采矿工程、道路与铁道工程等学科领域研究的有限差分计算软件，目前，该软件已得到全世界 70 多个国家广泛应用，它有两个计算程序版本即二维和三维两个计算程序。FLAC3D（Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua）是由美国明尼苏达Itasca Consulting Goup Inc. 软件公司开发的通用程序，它是 FLAC2D 在三维空间上的拓展，可以用于模拟岩石、土质以及其它材料的三维结构受力特性，尤其用于分析达到屈服极限强度时的塑性流动，广泛应用于支护设计和评价，边坡稳定性分析、施工设计（模拟开挖和填筑）、拱坝稳定性分析、河谷演化进程再现等。本文通过建立数值模型作为分析平台，在未支护状态下，采用强度折减法分析边坡在达到临界破坏时，所产生的塑性区、位移等值图、剪应变边分布图等来确定滑动面的分布情况。通过不断的改变岩、土体的参数值（粘聚力、内摩擦力、弹性模量等），找出不同参数对于滑动的面的影响，以及敏感程度。
2 计算模型
采用如下模型分析：边坡高15米，坡度1：1，坡脚到左侧的距离为20米，坡顶到右侧边界的的距离为40米，坡脚向下方延伸15米深。
3计算结果处理：
通过不断的改变单一的参数值，得到不同的滑动面，借用经济上的敏感性因素分析法，来确定不同参数对滑动面的影响情况。
当改变粘聚力时，得到粘聚力和安全系数有如下关系见表（一）
表（一）
粘聚力与安全系数的的关系
粘聚力
安全系数
粘聚力改变比
安全系数变化比
0
0.4721
10
0.7328
100
55.22
20
0.9941
100
110.57
30
1.3119
100
177.89
40
1.6223
100
243.63
经线性拟合，如图（2）所示。
如图（2）
改变内摩擦角时，得到内摩擦角和安全系数有如下关系见表（二）
表（二）
内摩擦角与安全系数的的关系
内摩擦角
安全系数
内摩擦角增加率
安全系数变化率
10
0.7832
15
0.9222
50
17.75
20
1.1961
100
52.72
25
1.3371
150
70.72
30
1.6127
200
105.91
经线性拟合，如图（3）所示。
如图（3）
3）、改变弹性模量时，得到弹性模量和安全系数有如下关系见表（三）
表（三）
弹性模量与安全系数的的关系
弹性模量
安全系数
弹性模量改变率
安全系数变化率
0
1.2654
10
1.2655
100
0.01
20
1.2659
200
0.04
30
1.2652
300
-0.02
40
1.2655
400
0.01
从表（三）和图（三）都可以清楚的知道当弹性模量的变化达到百分之百是安全系数的变化率还不足百分之零点一。
4）、改变抗拉强度时，得到抗拉强度和安全系数有如下关系见表（四）
表（四）
抗拉强度与安全系数的的关系
抗拉强度
安全系数
抗拉强度增加率
安全系数变化率 50
1.2123
100
1.2097
100
-0.21
150
1.2158
200
0.29
200
1.212
300
-0.02
250
1.2178
400
0.45
绘抗拉强度增量的改变率和安全系数变化率的关系如图（三）所示，
从表（四）和图（四）都可以清楚的知道当弹性模量的变化达到百分之百是安全系数的变化率还不足百分之一。
4 计算结果分析：
粘聚力增加率和安全系数变化率的关系的线性拟合方程为 ，其中R值为0.9991。内摩擦力的增加率和安全系数变化率的线性拟合方程为 ，其中R值为0.9928。粘聚力和内摩擦角的增加率与安全系数的变化率均符合线性的变化，且粘聚力的斜率要比内摩擦角的斜率大。抗拉强度和弹性模量的增加率与安全系数的变化则没有明显的变化，均在百分之一以内。从影响因素的敏感性角度来讲粘聚力的变化对安全系数的影响最大，内摩擦角次之，抗拉强度和弹性模量基本不产生影响。
5结语
FLAC 3D是当前的在岩土工程领域应用较普遍的数值分析软件，本文以该软件为基础模拟均质土体边坡滑坡面的安全系数，通过改变不同的岩土体的参数最终的出不同参数对滑坡面的影响程度，为应用该软件从事岩土设计提供参考。
参考文献：
[1] 陈育民，刘汉龙. FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
[2] 张书伟，林 杭，任连伟.FLAC3D在岩土工程中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[3] 张玉灯.FLAC3D在岩质边坡稳定性分析中的应用[J].路基工程，2008（6）：164—165.
[4] 王仲原.FLAC3D在边坡中的应用分析[J].科技资讯，2009（16）：75—76.
[5] 陈勇河，周德泉.用FLAC-3D分析边坡的稳定性[J].山西建筑，2008 34（22）：18—19.
关键词：FLAC3D;安全系数;滑坡面;数值模拟
1 概述
由于岩土体介质的复杂性，分析边界和工况的多变，用经典力学求解复杂的岩体工程问题的解析解已经很难，甚至不可能。随着电子计算机的广泛使用，数值分析方法在岩土工程、工程地质领域获得了迅速的发展，为研究岩土工程和工程地质问题提供了强有力的手段。数值模拟理论和方法发展迅速，工程地质数值方法的不断成熟和完善，使得解决工程地质问题更加广泛，研究的课题更加深入。一方面，飞速发展的工程地质学不断地提出新的难题，用现成的数学、力学理论对其无法作出确切的描述，工程地质数值方法为解决这类问题提供了可能的手段;另一方面，各种数值方法的不断成功应用，深化了人们对许多工程地质现象的理解，并有力地推动了工程地质学科的定量化进程。
FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）数值分析软件是为满足岩土工程、隧道工程、采矿工程、道路与铁道工程等学科领域研究的有限差分计算软件，目前，该软件已得到全世界 70 多个国家广泛应用，它有两个计算程序版本即二维和三维两个计算程序。FLAC3D（Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua）是由美国明尼苏达Itasca Consulting Goup Inc. 软件公司开发的通用程序，它是 FLAC2D 在三维空间上的拓展，可以用于模拟岩石、土质以及其它材料的三维结构受力特性，尤其用于分析达到屈服极限强度时的塑性流动，广泛应用于支护设计和评价，边坡稳定性分析、施工设计（模拟开挖和填筑）、拱坝稳定性分析、河谷演化进程再现等。本文通过建立数值模型作为分析平台，在未支护状态下，采用强度折减法分析边坡在达到临界破坏时，所产生的塑性区、位移等值图、剪应变边分布图等来确定滑动面的分布情况。通过不断的改变岩、土体的参数值（粘聚力、内摩擦力、弹性模量等），找出不同参数对于滑动的面的影响，以及敏感程度。
2 计算模型
采用如下模型分析：边坡高15米，坡度1：1，坡脚到左侧的距离为20米，坡顶到右侧边界的的距离为40米，坡脚向下方延伸15米深。
3计算结果处理：
通过不断的改变单一的参数值，得到不同的滑动面，借用经济上的敏感性因素分析法，来确定不同参数对滑动面的影响情况。
当改变粘聚力时，得到粘聚力和安全系数有如下关系见表（一）
表（一）
粘聚力与安全系数的的关系
粘聚力
安全系数
粘聚力改变比
安全系数变化比
0
0.4721
10
0.7328
100
55.22
20
0.9941
100
110.57
30
1.3119
100
177.89
40
1.6223
100
243.63
经线性拟合，如图（2）所示。
如图（2）
改变内摩擦角时，得到内摩擦角和安全系数有如下关系见表（二）
表（二）
内摩擦角与安全系数的的关系
内摩擦角
安全系数
内摩擦角增加率
安全系数变化率
10
0.7832
15
0.9222
50
17.75
20
1.1961
100
52.72
25
1.3371
150
70.72
30
1.6127
200
105.91
经线性拟合，如图（3）所示。
如图（3）
3）、改变弹性模量时，得到弹性模量和安全系数有如下关系见表（三）
表（三）
弹性模量与安全系数的的关系
弹性模量
安全系数
弹性模量改变率
安全系数变化率
0
1.2654
10
1.2655
100
0.01
20
1.2659
200
0.04
30
1.2652
300
-0.02
40
1.2655
400
0.01
从表（三）和图（三）都可以清楚的知道当弹性模量的变化达到百分之百是安全系数的变化率还不足百分之零点一。
4）、改变抗拉强度时，得到抗拉强度和安全系数有如下关系见表（四）
表（四）
抗拉强度与安全系数的的关系
抗拉强度
安全系数
抗拉强度增加率
安全系数变化率 50
1.2123
100
1.2097
100
-0.21
150
1.2158
200
0.29
200
1.212
300
-0.02
250
1.2178
400
0.45
绘抗拉强度增量的改变率和安全系数变化率的关系如图（三）所示，
从表（四）和图（四）都可以清楚的知道当弹性模量的变化达到百分之百是安全系数的变化率还不足百分之一。
4 计算结果分析：
粘聚力增加率和安全系数变化率的关系的线性拟合方程为 ，其中R值为0.9991。内摩擦力的增加率和安全系数变化率的线性拟合方程为 ，其中R值为0.9928。粘聚力和内摩擦角的增加率与安全系数的变化率均符合线性的变化，且粘聚力的斜率要比内摩擦角的斜率大。抗拉强度和弹性模量的增加率与安全系数的变化则没有明显的变化，均在百分之一以内。从影响因素的敏感性角度来讲粘聚力的变化对安全系数的影响最大，内摩擦角次之，抗拉强度和弹性模量基本不产生影响。
5结语
FLAC 3D是当前的在岩土工程领域应用较普遍的数值分析软件，本文以该软件为基础模拟均质土体边坡滑坡面的安全系数，通过改变不同的岩土体的参数最终的出不同参数对滑坡面的影响程度，为应用该软件从事岩土设计提供参考。
参考文献：
[1] 陈育民，刘汉龙. FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
[2] 张书伟，林 杭，任连伟.FLAC3D在岩土工程中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[3] 张玉灯.FLAC3D在岩质边坡稳定性分析中的应用[J].路基工程，2008（6）：164—165.
[4] 王仲原.FLAC3D在边坡中的应用分析[J].科技资讯，2009（16）：75—76.
[5] 陈勇河，周德泉.用FLAC-3D分析边坡的稳定性[J].山西建筑，2008 34（22）：18—19.