FLAC數(shù)值模擬介紹

1、標準FLAC-3D(Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua) 是美國 Itasca Consulting Goup lnc開發(fā)的三維快速拉格朗日分析程序，該程序能較好地模擬地質(zhì)材料在達到強度極限或屈服極限時，發(fā)生的破壞或塑性流動的力學 行為，特別適用于分析漸進破壞和失穩(wěn)以及模擬大變形.FLAC3D分析的使用領(lǐng)域根據(jù)手冊總結(jié)如下：(1)承受荷載能力與變形分析：用于邊坡穩(wěn)定和基礎設計(2)漸進破壞與坍塌反演：用于硬巖采礦和隧道設計(3)斷層構(gòu)造的影響研究：用于采礦設計(4)施加于地質(zhì)體錨索支護所提供的支護力研究：巖錨和土釘?shù)脑O計

2、(5)排水和不排水加載條件下全飽和流體流動和孔隙壓力擴散研究：擋土墻結(jié)構(gòu)的地下水流動，和土體固結(jié)研究(6)粘性材料的蠕變特性：用于碳酸鉀鹽礦設計(7)陡滑面地質(zhì)結(jié)構(gòu)的動態(tài)加載：用于地震工程和礦山巖爆研究(8)爆炸荷載和振動的動態(tài)響應：用于隧道開挖和采礦活動(9)結(jié)構(gòu)的地震感應：用于土壩設計(10)由于溫度誘發(fā)荷載所導致的變形和結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定(11)大變形材料分析：用于研究糧倉谷物流動和放礦的礦石流動10種材料本構(gòu)模型文案標準Flac3D中為巖土工程問題的求解開發(fā)了特有的本構(gòu)模型，總共包含了 10種材料 模型：開挖模型null3個彈性模型(各向同性，橫觀各向同性和正交各向同性彈性模型)6個塑性模型

3、(Drucker-Prager 模型、Morh-Coulomb 模型、應變硬化/軟 化模型、遍布節(jié)理模型、雙線性應變硬化/軟化遍布節(jié)理模型和修正的cam粘土 模型).Flac3D網(wǎng)格中的每個區(qū)域可以給以不同的材料模型，并且還允許指定材料參數(shù) 的統(tǒng)計分布和變化梯度.還包含了節(jié)理單元，也稱為界面單元，能夠模擬兩種或 多種材料界面不同材料性質(zhì)的間斷特性.節(jié)理允許發(fā)生滑動或分離，因此可以用 來模擬巖體中的斷層、節(jié)理或摩擦邊界.FLAC3D中的網(wǎng)格生成器gen,通過匹配、連接由網(wǎng)格生成器生成局部網(wǎng)格，能 夠方便地生成所需要的三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)格.還可以自動產(chǎn)生交岔結(jié)構(gòu)網(wǎng)格(比如說相 交的巷道),三維網(wǎng)格由整體坐

4、標系x, y, z系統(tǒng)所確定，這就提供了比較靈活的產(chǎn) 生和定義三維空間參數(shù).五種計算模式(l)靜力模式：這是FLAC-3D默認模式，通過動態(tài)松弛方法得靜態(tài)解.(2)動力模式:用戶可以直接輸人加速度、速度或應力波作為系統(tǒng)的邊界條件或初 始條件，邊界可以固定邊界和自由邊界.動力計算可以與滲流問題相藕合.(3)蠕變模式:有五種蠕變本構(gòu)模型可供選擇以模擬材料的應力-應變-時間關(guān)系:Maxwell模型、雙指數(shù)模型、參考蠕變模型、粘塑性模型、脆鹽模型.文案標準(4)滲流模式:可以模擬地下水流、孔隙壓力耗散以及可變形孔隙介質(zhì)與其間的粘 性流體的耦合.滲流服從各向同性達西定律，流體和孔隙介質(zhì)均被看作可變形體

5、考慮非穩(wěn)定流，將穩(wěn)定流看作是非穩(wěn)定流的特例.邊界條件可以是固定孔隙壓力 或恒定流，可以模擬水源或深井.滲流計算可以與靜力、動力或溫度計算耦合， 也可以單獨計算.(5)溫度模式:可以模擬材料中的瞬態(tài)熱傳導以及溫度應力.溫度計算可以與靜 力、動力或滲流計算藕合，也可單獨計算.模擬多種結(jié)構(gòu)形式(l)對于通常的巖體、土體或其他材料實體，用八節(jié)點六面體單元模擬.(2) FIAC-3D包含有四種結(jié)構(gòu)單元：梁單元、錨單元、樁單元、殼單元.可用來模 擬巖土工程中的人工結(jié)構(gòu)如支護、襯砌、錨索、巖栓、土工織物、摩擦樁、板樁等.(3) FLAC-3D的網(wǎng)格中可以有界面，這種界面將計算網(wǎng)格分割為若干部分，界面 兩邊的

6、網(wǎng)格可以分離，也可以發(fā)生滑動，因此，界面可以模擬節(jié)理、斷層或虛擬 的物理邊界.有多種邊界條件邊界方位可以任意變化，邊界條件可以是速度邊界、應力邊界，單元部可以給定 初始應力，節(jié)點可以給定初始位移、速度等，還可以給定地下水位以計算有效應 力、所有給定量都可以具有空間梯度分布.FLAC-3D 嵌語言 FISH文案標準FLAC-3D具有強大嵌語言FISH,使得用戶可以定義新的變量或函數(shù),以適應用 戶的特殊需要,例如，利用HSH做以下事情：(l)用戶可以自定義材料的空間分布規(guī)律，如非線性分布等.(2)用戶可以定義變量，追蹤其變化規(guī)律并繪圖表示或打印輸出.(3)用戶可以自己設計FLAC-3D部沒有的單元

7、形態(tài).(4)在數(shù)值試驗中可以進行伺服控制.(5)用戶可以指定特殊的邊界條件.(6)自動進行參數(shù)分析(7)利用FLAC-3D部定義的Fish變量或函數(shù)，用戶可以獲得計算過程中節(jié)點、 單元參數(shù)，如坐標、位移、速度、材料參數(shù)、應力、應變、不平衡力等.FLAC-3D前后處理功能FLAC-3D具有強大的自動三維網(wǎng)格生成器，部定義了多種單元形態(tài)，用戶還可 以利用FISH自定義單元形態(tài)，通過組合基本單元，可以生成非常復雜的三維網(wǎng) 格，比如交叉隧洞等.在計算過程中的任何時刻用戶都可以用高分辨率的彩色或灰度圖或數(shù)據(jù)文件輸 出結(jié)果，以對結(jié)果進行實時分析，圖形可以表示網(wǎng)格、結(jié)構(gòu)以及有關(guān)變量的等值 線圖、矢量圖、曲線

8、圖等，可以給出計算域的任意截面上的變量圖或等直線圖，計 算域可以旋轉(zhuǎn)以從不同的角度觀測計算結(jié)果.FLAC3D計算分析一般步驟文案標準與大多數(shù)程序采用數(shù)據(jù)輸入方式不同，F(xiàn)LAC采用的是命令驅(qū)動方式.命令字控 制著程序的運行.在必要時，尤其是繪圖,還可以啟動FLAc用戶交互式圖形界面.為了建立FLAC計算 模型，必須進行以下三個方面的工作：(1)有限差分網(wǎng)格(2)本構(gòu)特性與材料性質(zhì)(3)邊界條件與初始條件完成上述工作后，可以獲得模型的初始平衡狀態(tài)，也就是模擬開挖前的原巖應力狀態(tài).然后，進行工程開挖或改變邊界條彳來進行工程的響應分析，類似于FLAC的顯式有限差分程序的問題求解.與傳統(tǒng)的隱式求解程序不

9、同，F(xiàn)LAC采用 一種顯式的時間步來求解代數(shù)方程.進行一系列計算步后達到問題的解.在FLAC中，達到問題所需的計算步能夠通過程序或用戶加以控制，但是，用戶必須確定計算步是否已經(jīng)達到問題的最終的解.后處理(一)用tecplot繪制曲線(1)第一主應力(2) xdisp、ydisp、zdisp、disp(二)用excel做曲線隧道(1)做地表沉降槽(zdisp)地表橫向位移(xdisp)文案標準(3)隧道中線豎向沉降曲線(zdisp)(4)提取位移矢量圖,(5)顯示初期支護結(jié)構(gòu)力(6)顯示state(找塑性區(qū))基坑(1)做地表沉降槽(zdisp)(2)提取位移矢量圖，(3)顯示初期支護結(jié)構(gòu)力(4)

10、顯示state(找塑性區(qū))邊坡(1)做安全系數(shù)和應變圖模型最優(yōu)化用FLAC3D解決問題時，為了得到最有效的分析使模型最優(yōu)化是很重要的.(1)檢查模型運行時間：一個FLAC3D例子的運行時間是區(qū)域數(shù)的4/3倍.這個規(guī)則適用于平衡條件下的 彈性問題.對于塑性問題，運行時間會有點改變，但是不會很大，但是如果發(fā)生 塑性流動，這個時間將會大的多.對一個具體模型檢查自己機子的計算速度很重 要.一個簡單的方法就是運行基準測試.然后基于區(qū)域數(shù)的改變，用這個速度評 估具體模型的計算速度.(2)影響運行時間的因素：FLAC3D有時會需要較長時間才可以收斂主要發(fā)生在下列情況下：文案標準（a）材料本身剛度變異或材料與

11、結(jié)構(gòu)及接觸面之間的剛度差異很大.（b）劃分的區(qū)域尺寸相差很大.這些尺寸差異越大編碼就越無效.在做詳細分析 前應該研究剛度差異的影響.例如，一個荷載作用下的剛性板，可以用一系列頂 點固定的網(wǎng)格代替，并施以等速度.（記住FIX命令確定速度，而不是位移.）地下 水的出現(xiàn)將使體積模量發(fā)生明顯的增加（流體-固體相互作用）.（3）考慮網(wǎng)格劃分的密度：FLAC3D使用常應變單元.如果應力/應變曲線傾斜度比較高，那么你將需要許 多區(qū)域來代表多變的分區(qū).通過運行劃分密度不同的同一個問題來檢查影響. FLAC3D應用常應變區(qū)域，因為當用多的少節(jié)點單元與用比較少的多節(jié)點單元 模擬塑性流動時相比更準確.應盡可能保持網(wǎng)

12、格，尤其是重要區(qū)域網(wǎng)格的統(tǒng)一.避免長細比大于5:1的細長單 元，并避免單元尺寸跳躍式變化（即應使用平滑的網(wǎng)格）.應用GENERATE命令中 的比率關(guān)鍵詞，使細劃分區(qū)域平滑過渡到粗劃分區(qū)域.（4）自動發(fā)現(xiàn)平衡狀態(tài)：默認情況下，當執(zhí)行SOLVE命令時，系統(tǒng)將自動發(fā)現(xiàn)力的平衡.當模型中所有 網(wǎng)格頂點中所有力的平均量級與其中最大的不平衡力的量級的比率小于1*10時,認為達到了平衡狀態(tài).注意一個網(wǎng)格頂點的力由力（例如，由于重力）和外力（例如, 由于所加的應力邊界條件）共同引起.因為比率是沒有尺寸的，所以對于有不同 的單元體系的模型，在大多數(shù)情況下，不平衡力和所加力比率的限制給靜力平衡 提供了一個精確的限

13、制.同時還提供了其他的比率限制；可以用SET ratio命令施加.如果默認的比率限 制不能為靜力平衡提供一個足夠精確的限制，那么應考慮可供選擇的比率限制.文案標準默認的比率限制同樣可用于熱分析和流體分析的穩(wěn)定狀態(tài)求解 .對于熱分析，是 對不平衡熱流量和所加的熱流量量級進行評估 ，而不是力.對于流體分析，對不 平衡流度和所加流度量級進行評估.(5)考慮選擇阻尼:對于靜力分析，默認的阻尼是局部阻尼,對于消除大多數(shù)網(wǎng)格頂點的速度分量周 期性為零時的動能很有效.這是因為質(zhì)量的調(diào)節(jié)過程依賴于速度的改變.局部阻 尼對于求解靜力平衡是一個非常有效的計算法則且不會引入錯誤的阻尼力(見Cundall 1987)

14、.如果在求解最后狀態(tài)，重要區(qū)域的網(wǎng)格海域的速度分量不為零，那么說明默認的 阻尼對于達到平衡狀態(tài)是不夠的.有另外一種形式的阻尼,叫組合阻尼,相比局 部阻尼可以使穩(wěn)定狀態(tài)達到更好的收斂，這時網(wǎng)格將發(fā)生明顯的剛性移動.例如, 求解軸向荷載作用下樁的承載力或模擬蠕變時都可能發(fā)生.使用SETmechanical damp combined 命令來調(diào)用組合阻尼.組合阻尼對于減小動 能方面不如局部阻尼有效，所以應注意使系統(tǒng)白動力激發(fā)最小化.可以用SET mechanical damp local 命令轉(zhuǎn)換到默認阻尼.(6)檢查模型反應：FLAC3D顯示了一個相試的物理系統(tǒng)是怎樣變化的.做一個簡單的試驗證明你

15、 在做你認為你在做的事情.例如，如果荷載和實體在幾何尺寸上都是對稱的，當 然反應也是對稱的.改變了模型以后，執(zhí)行幾個時步(假如，5或10步)，證明初始 反應是正確的，并且發(fā)生的位置是正確的.對應力或位移的期望值做一個估計， 與FLAC3D的輸出結(jié)果作比較.如果你對模型施加了一個猛烈的沖擊，你將會得到猛烈的反應.如果你對模型作文案標準了一些看起來不合理的事情，你一定要等待奇怪的結(jié)果.如果在分析的一個給定 階段，得到了意外值,那么回顧到這個階段所用的時步.在進行模擬前很關(guān)鍵的是檢查輸出結(jié)果.例如，除了一個角點速度很大外，一切 都很合理，那么在你理解原因前不要繼續(xù)下去.這種情況下，你可能沒有給定適

16、當?shù)木W(wǎng)格邊界.(7)初始化變量：在模擬基坑開挖過程時，在達到目的前通常要初始化網(wǎng)格頂點位移.因為計算次 序法則不要求位移，所以可以初始化位移，這只是由網(wǎng)格頂點的速度決定，并有 益于用戶初始化速度卻是一件難事.如果設定網(wǎng)格頂點的速度為一常數(shù)，那么這 些點在設置否則前保持不變.所以，不要為了清除這些網(wǎng)格的速度而簡單的初始 化它們?yōu)榱?這將影響模擬結(jié)果.然而，有時設定速度為零是有用的(例如，消 除所有的動能).(8)最小化靜力分析的瞬時效應：對于連續(xù)性靜力分析，經(jīng)過許多階段逐步接近結(jié)果是很重要的.即，當問題條 件突然改變時，通過最小化瞬時波的影響，使結(jié)果更加“靜力”.使FLAC3D解 決辦法更加靜態(tài)

17、的方法有兩種.(a)當突然發(fā)生一個變化時(例如，通過使區(qū)域值為零模擬開挖),設定強度性能 為很高的值以得到靜力平衡.然后為了確保不平衡力很低，設定性能為真實值, 再計算，這樣，由瞬時現(xiàn)象引起的失敗就不會發(fā)生了 .(b)當移動材料時，用FISH函數(shù)或表格記錄來逐步減少荷載.(9)改變模型材料：FLAC3D對一個模擬中所用的材料數(shù)沒有限制.這個準則已經(jīng)尺寸化，允許用文案標準戶在自己所用版本的FLAC3D中最大尺寸網(wǎng)格的每個區(qū)域（假如設定的）使用不 同的材料.（10）運行在現(xiàn)場原位應力和重力作用下的問題：有很多問題在建模時需要考慮現(xiàn)場原位應力和重力的作用.這種問題的一個例子是深層礦業(yè)開挖：回填.此時

18、大多數(shù)巖石受很高的原位應力區(qū)的影響（即，自重 應力由于網(wǎng)孔尺寸的限制可以忽略不計），但是回填樁的放置使自重應力發(fā)展導 致巖石在荷載作用下可能坍塌.在這些模擬中要注意的重點（因為任何一種模擬 都有重力的作用）是網(wǎng)格的至少三個點在空間上應固定.否則，整個網(wǎng)格在重 力作用下將轉(zhuǎn)動.如果你曾經(jīng)注意到整個網(wǎng)格在重力加速度矢量方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，那么你可能忘記在空間上固定網(wǎng)格了 .FLAC3D主要適明模擬計算地質(zhì)材料和巖土上程的力學行為。特別是材料達到屈 服極限后產(chǎn)生的塑性流動、材料通過單元和區(qū)域表示，根據(jù)計算對象的形狀構(gòu)成 相應的網(wǎng)格。每個單元在外載和邊界約束條件下，按照約定的線性或非線性應力 一應變關(guān)系產(chǎn)生

19、力學響應。由于 FLAC3D程序主要是為巖上工程應用而開發(fā)的 巖石力學計算程序，程序中包括了反映地質(zhì)材料力學效應的特殊計算功能，可計算地質(zhì)類材料的高度非線性（包括應變硬化/軟化）、不可逆剪切破壞和壓密、粘彈 （蠕變）、孔隙介質(zhì)的應力滲流耦合、熱力耦合以及動力學行為等；FLAC3D程序設有多種本構(gòu)模型： 各向同性彈性材料模型； 橫觀各向同性彈性材料模型； 莫爾一庫侖彈塑材料模型； （4）應變軟化/硬化塑性材科模型；文案標準(5)雙屈服塑性材料模型；(6)遍布節(jié)理材料模型；(7)空單元模型，可用來模擬地下碉室的開挖和煤層開采；另外，程序設有界面單元，可以模擬斷層、節(jié)理和摩擦邊界的滑動、開和閉合行

20、為。支護結(jié)構(gòu)如砌襯、錨桿、可縮性支架或板殼等與圍巖的相互作用也可以在 FLAC3D中進行模擬。同時、用戶可根據(jù)需要在 FLAC3D中創(chuàng)建自己的本構(gòu)模 型，進行各種特殊修正和補充。FLAC3D程序建立在拉格朗日算法基礎上，特別適合模擬大變形和扭曲。FLAC3D采用顯式算法來獲得模型全部運動方程 (包括變量)的時間步長解，從 而可以追蹤材料的漸進破壞和垮落， 這對研究采礦設計是非常重要的。 此外，程 序允許輸入多種材料類型，亦可在計算過程中改變某個局部的材料參數(shù)，增強了程序使甲的靈活性。極大地方便了在計算上的處理。FLAC3D程序具有強大的后 處理功能，用戶可以直接在屏幕上繪制或以文件形式創(chuàng)建和輸

21、出打印多種形式的 圖形。用戶還可根據(jù)需要，將若干個變量合并在同一幅圖形中進行研究分析。基于上述計算功能與特點。本研究應用 FLAC3D程序計算分析付村煤礦209工作 面山上開采對山下回采巷道圍巖變形的影響。FLAC ( Fast Lagrangian Analysis of Continua )是一個利用顯式有限差分方法 求解的巖土、采礦工程師進行分析和設計的二維連續(xù)介質(zhì)程序， 主要用來模擬土、 巖、或其他材料的非線性力學行為，可以解決眾多有限元程序難以模擬的復雜的 工程問題，例如大變形、大應變、非線性及非穩(wěn)定系統(tǒng)(甚至大面積屈服/失穩(wěn)或完全塌方)等問題。文案標準FLAC的基本功能和特征為：?

22、允許介質(zhì)出現(xiàn)大應變和大變形；? Interface單元可以模擬連續(xù)介質(zhì)中的界面，并允許界面發(fā)生滑動和開裂；?顯式計算方法，能夠為非穩(wěn)定物理過程提供穩(wěn)定解， 直觀反映巖土體工程 中的破壞；?地下水流動與力學計算完全耦合（包括負孔隙水壓，非飽和流及相界面計 算）；?采用結(jié)構(gòu)加固單元模擬加固措施，例如襯砌、錨桿、樁基等；?材料模型庫（例如：彈性模型、莫爾庫侖塑性模型、任意各向異性模型、 雙屈服模型、粘性及應變軟化模型）；?預定義材料性質(zhì)，用戶也可增加用戶自己的材料性質(zhì)設定并儲存到數(shù)據(jù)庫 中；? 一系列可選擇模塊，包括：熱力學模塊、流變模塊、動力學模塊、二相流 模塊等，用戶還可用C+建立自己的模型；?

23、邊坡穩(wěn)定系數(shù)計算滿足邊坡設計的要求；?用戶可用部語言（FISH）增加自己定義的各種特性（如：新的本構(gòu)模型， 新變量或新命令）；FLAC軟件的優(yōu)勢：?連續(xù)體大應變模擬文案標準?界面單元用已代表不連續(xù)接觸界面可能出現(xiàn)的完全不連續(xù)性質(zhì)的開和滑動，因此可以模擬斷層、節(jié)理和摩擦邊界等?顯式求解模式可以獲得不穩(wěn)定物理過程的穩(wěn)定解?材料模型：o ”空（null ） ” 模型；o三種彈性模型（各向同性、橫觀各向異性、和正交各向異性）；o 七種非線性模型（Drucker-Prager、Mohr-Coulomb 、應變硬 化及應變軟化、 節(jié)理化、雙線性應變硬化/軟化節(jié)理化、雙屈服、 修正的Cam-clay模型）?

24、任何參數(shù)指標的連續(xù)變化或統(tǒng)計分布的模擬?外接口編程語言 （FISH）允許用戶添加用戶自定義功能?方便的邊界定義和初始條件定義方式?可定義水位線/面進行有效應力計算?地下水滲流計算以及完全的應力場滲流場偶合計算（含負孔隙壓力、非飽和流、井）?結(jié)構(gòu)單元如隧道襯砌、樁、殼、梁錨桿、錨索、土工織物及其組合，可以 模擬不同的加固手段及其與圍巖（土體）的相互作用?自選模塊包括：o熱和熱力學分析模塊；o流變計算模塊；o動力分析模塊實現(xiàn)真時間歷程的瞬時動力響應模擬；o用C+編寫的用戶自定義本構(gòu)模塊文案標準開挖直立坡的噴射混凝土墻加土釘加固的模擬加（下）和不加（上）土工織物土坡的潛在破壞特征抗?jié)撛街ёo螞頭的土文

25、案FLAC3D （Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis ofContinua ）是美國 Itasca Consulting Goup lnc開發(fā)的三維快速拉格朗日分析程序，是二維的有限差分程序FLAC2D的擴展，能夠進行土質(zhì)、巖石和其它材料的三維結(jié)構(gòu)受力特性模擬和塑性流動標準分析。該程序能較好地模擬地質(zhì)材料在達到強度極限或屈服極限時 發(fā)生的破壞或塑性流動的力學行為，特別適用于分析漸進破壞和失 穩(wěn)以及模擬大變形。FLAC3D調(diào)整三維網(wǎng)格中的多面體單元來擬合 實際的結(jié)構(gòu)。單元材料可采用線性或非線性本構(gòu)模型，在外力作用 下，當材料發(fā)生屈服流動后，網(wǎng)格能

26、夠相應發(fā)生變形和移動（大變 形模式）。FLAC3D采用的顯式拉格朗日算法和混合-離散分區(qū)技 術(shù)，能夠非常準確的模擬材料的塑性破壞和流動。由于無須形成剛 度矩陣，因此，基于較小存空間就能夠求解大圍的三維問題。FLAC3D采用ANSI C+語言編寫的。它包含10種彈塑性材料本 構(gòu)模型，有靜力、動力、蠕變、滲流、溫度五種計算模式，各種模 式間可以互相藕合，可以模擬多種結(jié)構(gòu)形式，如巖體、土體或其他 材料實體，梁、錨元、樁、殼以及人工結(jié)構(gòu)如支護、襯砌、錨索、 巖栓、土工織物、摩擦樁、板樁、界面單元等，可以模擬復雜的巖 土工程或力學問題。FLAC3D的優(yōu)點：1 .對模擬塑性破壞和塑性流動采用的是“混合離散

27、法”。這種 方法比有限元法常采用的”離散集成法”更為準確、合理。2 .即使模擬的系統(tǒng)是靜態(tài)的，仍采用了動態(tài)運動方程，這使得 FLAC3D在模擬物理上的不穩(wěn)定過程不存在數(shù)值上的障礙。3 .采用了一個“顯式解”方案。因此，顯式解方案對非線性的應力-應變關(guān)系的求解所花費的時間，幾互與線性本構(gòu)關(guān)系文案標準相同，而隱式求解方案將會花費較長的時間求解非線性問題。面且，它沒有必要存儲剛度矩陣，這就意味著， 采用 中等容量的存可以求解多單元結(jié)構(gòu)； 模擬大變形問題幾乎 并不比小變形問題多消耗更多的計算時間， 因為沒有任何剛 度矩陣要被修改。固fl向3D z.io-ioa Alpha 151 - View soi

28、lpileFile Edit Settings Motitenis Window_ Ifi1! X槽形開挖FLAC3D的功能和特征:1、包含10材料本構(gòu)模型Flac3D中為巖土工程問題的求解開發(fā)了特有的本構(gòu)模型，總共包含了 10種材料模型：? 開挖模型null ;文案標準? 3個彈性模型（各向同性，橫觀各向同性和正交各向同性彈 性模型）? 6 個塑性模型（Drucker-Prager 模型、Morh-Coulomb 模型、應變硬化/軟化模型、遍布節(jié)理模型、雙線性應變硬 化/軟化遍布節(jié)理模型和修正的cam粘土模型）。Flac3D網(wǎng)格中的每個區(qū)域可以給以不同的材料模型，并且還允許 指定材料參數(shù)的統(tǒng)

29、計分布和變化梯度。還包含了節(jié)理單元，也稱為界面單元，能夠模擬兩種或多種材料界面不同材料性質(zhì)的間斷特 性。節(jié)理允許發(fā)生滑動或分離，因此可以用來模擬巖體中的斷層、 節(jié)理或摩擦邊界。2、有五種計算模式?靜力模式。這是FLAC-3D默認模式，通過動態(tài)松弛方法得 到靜態(tài)解。?動力模式。用戶可以直接輸人加速度、速度或應力波作為系 統(tǒng)的邊界條件或初始條件，邊界可以固定邊界和自由邊界。 動力計算可以與滲流問題相耦合。?蠕變模式。有五種蠕變本構(gòu)模型可供選擇以模擬材料的應力 -應變-時間關(guān)系：Maxwell模型、雙指數(shù)模型、參考蠕變模 型、粘塑性模型、脆延模型。?滲流模式?？梢阅M地下水流、孔隙水壓力耗散以及可變形孔隙介質(zhì)與其間的粘性流體的耦合。滲流服從各向同性達西文案標準定律，流體和孔隙介質(zhì)均被看作可變形體。考慮非穩(wěn)定流，將穩(wěn)定流看作是非穩(wěn)定流的特例。邊界條件可以是固定孔隙 壓力或恒定流，可以模擬水源或深井。滲流計算可以與靜力、 動力或溫度計算耦合，也可以單獨計算。?溫度模式?？梢阅M材料中的瞬態(tài)熱傳導以及溫度應力。溫度計算可以與靜力、動力或滲流計算耦合，也可單獨計算。3、可以模擬多種結(jié)構(gòu)形式?對于通常的巖體