Geostudio及FLAC3D
flac3d常见问题总结
flac3d学习有一段时间,过一段时间没学究忘了很多,所以学习最好不要放下来。
对自己总结,也是学习的一种。
flac3d命令很多,用到的不多,就那么几个,基础的就不多说了进入正题:个人认为如果学习flac3d最好把flac的命令进行总结一下。
做模型就好比拼盘:要地应力,就把地应力的那段命令摘入,要出图,加入plot的相关命令,要出动画,加个动画命令,所以总结好命令后,以后做模型,只要把命令组一条条的对应放入,一个程序就出来了,后期调试一下,改相关参数就可以了。
接下来,我把自己弄好的整理一下,按照我上面的思路进行建模什么人建模都会有自己的喜好,下面说一下我自己建模第一步就是建立一个全新的txt文件(不论命令大小都是如此),这样的好处是,模型可以修改方便快捷。
而且还可以自我查错建立新的txt后,第一行命令就是new,加new的目的是为了防止其他命令的影响(相当于刷新)再执行其他命令前刷新一下。
不用想,接下来就是建模了,建立模型,不同人有不同的方法,有的人喜欢建完后在对模型开挖最终得到自己想要的模型。
model null 等;有的人喜欢用各种带缺角的组合成最终的模型。
具体建模看各自的喜好,我觉得,不同点是建模的网格划分有区别,用带缺角的组合模型网格划分更好最好把常用的集中模型记下来组成各种句子,以后用的时候直接插入例如:gen zone brick/radbrick size *,*,*,* ratio *,*,*,*建模的过程中,或同一个文件中有重复应用的命令,就可以用宏命令了,宏命令macro 名称‘命令的内容’例:macro shiping ’plot con zdip outline on’用shiping 代替后面的引号里的东西。
在建模中只要有相同的都可以用shiping代替,缩减了书写命令的时间,整体上也能让人看的更明白注意点是,你命名的符号最好跟falc自带的命令不要重复,我的处理方法是,名称后带数字如shiping1如果你想修改宏对象,改变命令的内容,在名称上加单引号就是替换的意思例macro ’shiping1‘‘新的命令’这些很多课本里都有讲,不在叙述很多时候我们要对单一的对象进行操作,例如进行模拟运算后,只想单独的显示一部分的内容,单一的土层,锚杆,等就要用到groupgroup给对象命名,例:在gen zone brick ------ size ---- group name(name随便取,不要跟flac的已有的命令重合就行)这里的意思就是对这个体进行了命名接下来想把这一块模型挖掉加model null range group namegroup的用法:1。
FLAC3D岩土软件本构模型
法能够充分考虑岩土体的非线性特性,但需要大量的现场监测数据。
参数校验方法
对比分析法
将室内试验得到的参数与工程经验或相关规范进行对比分析,以验证参数的合理性。
数值模拟法
采用FLAC3D等数值模拟软件,建立岩土体模型,输入室内试验得到的参数进行模拟计算 ,将模拟结果与现场监测数据进行对比分析,以验证参数的准确性。
蠕变模型
经验蠕变模型
基于实验数据拟合得到的蠕变方程,描述岩土材料在长时间持续荷载作用下的变形行为。
粘弹塑性蠕变模型
结合粘弹性、粘塑性和弹塑性理论,全面考虑岩土材料的时间效应和变形特性,适用于复杂应力路径和长时间尺 度的分析。
04
本构模型的参数确定与校验
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
05
FLAC3D岩土软件本构模型的应用
岩土工程领域的应用
1 2
边坡稳定性分析
FLAC3D可以模拟边坡的渐进破坏过程,分析边 坡的稳定性,为边坡治理提供科学依据。
基坑支护设计
FLAC3D可以模拟基坑开挖过程中的应力场、位 移场和渗流场,为基坑支护设计提供技术支持。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
FLAC3D岩土软件本构模型
汇报人:XX
• 引言 • 本构模型概述 • FLAC3D岩土软件中的本构模型 • 本构模型的参数确定与校验 • FLAC3D岩土软件本构模型的应用 • 结论与展望
目录
CONTENTS
01
引言
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
FLAC3D建模分析
FLAC3D建模分析FLAC3D是由美国Itasca公司开发的三维有限差分分析软件,广泛应用于地质力学、岩土工程和岩石力学领域。
它可以用于模拟和分析地下工程中的各种力学问题,如地下开挖、边坡稳定性、岩体围岩交互作用等。
本文将从FLAC3D的建模流程、材料模型、边界条件等方面介绍FLAC3D的建模分析方法。
首先,FLAC3D的建模过程通常包括数据准备、网格划分、材料属性定义、边界条件设置和模型求解等步骤。
在进行建模前,需要对工程对象进行充分的调查和数据收集,例如通过地质勘探和实地观察获取地质参数,如岩性、均质性、结构面等信息。
然后,将采集的数据进行整理和处理,以便能够在FLAC3D中进行建模分析。
其次,FLAC3D的网格划分是建模的关键步骤之一、合理的网格划分对建模结果的准确性和可靠性至关重要。
FLAC3D提供了不同的网格生成方法,如三角剖分、四面体剖分等,可以根据具体问题选择合适的方法。
在进行网格划分时,需要注意对复杂几何体的处理,如采用锥形、楔形等特殊的网格单元来刻画几何体的形状和结构。
然后,FLAC3D中的材料模型是进行模拟分析的核心。
FLAC3D提供了多种材料模型,如弹性模型、弹塑性模型、损伤模型等,可以根据工程对象的特点选择相应的材料模型。
在设定材料模型时,需要确定材料的力学性质参数,如弹性模量、泊松比、黏滞参数等。
此外,还需要考虑材料的非线性行为,如材料的破坏以及损伤扩展等。
接下来,FLAC3D的建模分析还需要设置边界条件。
边界条件是模拟分析中模型的外部约束条件,能够模拟实际工程中存在的边界效应。
FLAC3D提供了多种边界条件设置方法,如约束边界条件、自由边界条件、外加载荷等。
在设置边界条件时,需要根据实际工程情况对边界的约束、内外力的作用以及位移和应力的变化等进行合理的设定。
最后,FLAC3D的模型求解是进行建模分析的最后一步。
在进行模型求解时,首先需要对模型进行网格适应和网格收敛性检验,以确保模型的可靠性和准确性。
02112_flac3d实用教程
2024/1/24
28
实例演示:复杂模型后处理过程展示
模型介绍
以一个具有复杂几何形状和多种材料属性的 FLAC3D模型为例,介绍后处理过程。
结果可视化
演示如何利用云图、剖面图和动画等多种手段对 复杂模型的后处理结果进行可视化展示。
ABCD
2024/1/24
数据提取与整理
展示如何从模型中提取关键数据,并进行格式化 和整理。
flac3d实用教程
2024/1/24
1
contents
目录
2024/1/24
• 软件介绍与安装 • 基础知识与操作 • 模型建立与网格划分 • 材料属性定义与赋值 • 数值模拟计算过程分析 • 后处理技巧与结果展示 • 工程案例应用举例
2
01
软件介绍与安装
2024/1/24
3
FLAC3D概述
26
数据提取和整理方法论述
数据提取
通过FLAC3D内置函数或外部 脚本语言(如Python)提取 模型中的关键数据,如节点
位移、应力、应变等。
数据整理
将提取的数据进行格式化处 理,以便于后续分析和可视 化。可以使用电子表格软件 (如Excel)或编程语言进行
数据处理。
2024/1/24
数据筛选
根据需要选择特定区域或特 定条件下的数据进行详细分 析,提高数据处理效率。
01
02
菜单栏
包含文件、编辑、视图、工具、窗口 和帮助等菜单,用于管理文件和执行 各种操作命令。
03
工具栏
提供常用命令的快捷按钮,方便用户 快速执行常用操作。
属性视图区
显示当前选中对象的属性信息,并允 许用户修改对象属性持多种 视图模式和渲染效果。
FLACFLAC3D基础与工程实例_记录
《FLACFLAC3D基础与工程实例》阅读札记目录一、FLACFLAC3D软件概述 (2)1. 软件背景与简介 (3)1.1 FLACFLAC3D的发展历程 (4)1.2 软件的应用领域及特点 (5)2. 软件安装与运行环境 (6)2.1 系统要求 (7)2.2 安装步骤 (8)2.3 运行环境配置 (10)二、FLACFLAC3D基础知识 (11)1. 基本概念与术语 (13)1.1 有限元分析原理 (14)1.2 离散元法简介 (14)1.3 FLACFLAC3D中的相关术语解释 (15)2. 软件操作界面及功能模块 (17)2.1 操作界面介绍 (18)2.2 主要功能模块说明 (20)2.3 菜单功能详解 (20)三、工程实例分析 (22)1. 地质工程实例 (23)1.1 工程背景及问题定义 (25)1.2 模型建立与参数设置 (26)1.3 结果分析与讨论 (27)2. 土木工程实例 (29)2.1 工程概况与建模目的 (30)2.2 建模过程及计算步骤 (31)2.3 结果展示与工程应用 (32)四、FLACFLAC3D应用技巧与注意事项 (33)1. 建模技巧与优化方法 (34)1.1 建模策略及优化思路 (35)1.2 网格划分与模型简化技巧 (36)1.3 参数设置与模型验证方法 (38)2. 数据分析与处理方法 (40)2.1 数据采集与整理方法 (41)2.2 结果分析与图表展示技巧 (42)一、FLACFLAC3D软件概述3D是一种广泛使用的岩土力学与有限元分析软件。
它是一套专门用来分析连续介质中的物理力学现象的强大工具,主要应用于土木、矿山、隧道等领域,能针对各种复杂的工程问题进行数值建模和模拟分析。
3D以其高效、灵活的数值分析能力,为工程师提供了强大的技术支持。
其主要特点包括:多功能:3D能够模拟多种物理过程,包括应力分析、稳定性分析、流体流动分析等,适用于多种工程场景。
FLACD基础知识介绍
F L A C D基础知识介绍 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】FLAC 3D基础知识介绍一、概述FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua)由美国Itasca公司开发的。
目前,FLAC有二维和三维计算程序两个版本,二维计算程序以前的为DOS版本,版本仅仅能够使用计算机的基本内存64K),所以,程序求解的最大结点数仅限于2000个以内。
1995年,FLAC2D已升级为的版本,其程序能够使用护展内存。
因此,大大发护展了计算规模。
FLAC3D是一个三维有限差分程序,目前已发展到版本。
FLAC3D的输入和一般的数值分析程序不同,它可以用交互的方式,从键盘输入各种命令,也可以写成命令(集)文件,类似于批处理,由文件来驱动。
因此,采用FLAC程序进行计算,必须了解各种命令关键词的功能,然后,按照计算顺序,将命令按先后,依次排列,形成可以完成一定计算任务的命令文件。
FLAC3D是二维的有限差分程序FLAC2D的护展,能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析。
调整三维网格中的多面体单元来拟合实际的结构。
单元材料可采用线性或非线性本构模型,在外力作用下,当材料发生屈服流动后,网格能够相应发生变形和移动(大变形模式)。
FLAC3D采用的显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术,能够非常准确的模拟材料的塑性破坏和流动。
由于无须形成刚度矩阵,因此,基于较小内存空间就能够求解大范围的三维问题。
三维快速拉格朗日法是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法,它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为。
三维快速拉格朗日分析将计算区域划分为若干四面体单元,每个单元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性本构关系,如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动,则单元网格可以随着材料的变形而变形,这就是所谓的拉格朗日算法,这种算法非常适合于模拟大变形问题。
基于GIS和FLAC_3D_矿山地表沉陷可视化
FLAC3D 在矿山及建筑工程领域的数值模拟中应 用广泛,它对原型合理简化建立计算模型,选择合理 参数,能模拟出矿体开采诱发的地表移动和变形[5]。 因此,利用 FLAC3D模拟对地表移动变形进行了计算, 并将与地表布设的监测点实测值进行对比分析。 1. 2. 1 几何模型
采用三维快速拉格朗日连续分析( Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions) FLAC-3D 2. 10 做研究平台,模拟小岭硫铁矿采矿产生地表沉 陷的状态。基于 FLAC-3D 对单元几何特征参数的 要求以及稳定性分析对介质尺寸的考虑,建立研究 对象的几何模型。其过程是: ①对矿区坐标进行变 换,设置能 直 观 反 映 分 析 模 型 几 何 特 征 的 坐 标 轴。 坐标变换后坐标轴设置结果为: X 轴沿矿体走向布 置,正方向为勘探线 4 线 ~ 1 线方向; Y 轴垂直矿体 走向布置,正方向从矿体东部指向矿体西部; Z 轴与 高程增加方向相同; ②根据地质剖面图、分段采矿工 程设计图,构建矿体几何模型。在模型中,矿体及其 相邻围岩采用 10 m × 10 m × 10 m 正六面体单元进 行离散; ③对矿体模型进行打包,以此为基础向外发 散,形成研究对象的几何模型。几何模型的范围在 3 个坐标方向依次为: 垂直方向( Z 轴) 为 - 1 000 ~
Geostudio及FLAC3D
__________________________________________________G e o s t u d i o及F L A C3D__________________________________________________《地质工程数值法》GeoStudio上机实习作业内容:用GeoStudio的Seep/w模块模拟滑坡不同工况下的地下水渗流曲线。
要求:提供模拟结果文件,现场验收操作。
相关资料:滑坡工程地质剖面图;岩土参数;渗流模拟工况。
1 计算模型的建立根据2#滑坡的工程地质条件,选择该滑坡钻探剖面(图1)作为模拟剖面。
其方位NW113°,滑坡前缘高程1190m,后缘高程1398m,前缘和后部较薄,中部较厚,根据钻孔揭露,滑体物质主要是灰黑色碎块石土,滑带土主要为灰黒色含角砾粉质粘土、角砾质土或含角砾泥炭质土,滑带厚度0.6~1.5m,滑床为炭质页岩和炭质灰岩的碎块石土。
基于以上条件,对该堆积层滑坡的坡体地质模型进行网格剖分,共剖分为2829个网格单元,如图2所示。
图1 2#滑坡工程地质剖面图操作步骤:1.打开Geostudio:2.操作界面尺寸设置:3.导入图形4.检查图形5.设置材料属性6.将材料属性赋予给图形区域7.划分网格8.设置边界条件,修改颜色9.赋予边界条件10.检查模型是否正确11.保存,并solve12.查看结果与预期结果相一致,上层碎石土的渗流力明显大于滑床的。
2 计算参数与工况参数的取值主要由勘查资料中的岩土体物理力学试验、水文地质试验、工程地质类比以及经验值等综合确定。
具体为:模型材料的天然、饱和容重等由渗透试验确定;饱和体积含水量和饱和渗透系数,类比附近滑坡或者同一类型滑坡的物质组成及坡体结构等,确定出参数取值范围,然后根据野外钻探的实际资料,通过参数调整,反演出2#滑坡的实际地下水位,获取后续模拟的参数,渗流场模拟过程中所涉及到的各层岩土体参数见表1。
FLAC3D建模分析
FLAC3D建模分析FLAC3D是一种用于三维数值建模和分析的软件工具,广泛应用于岩土工程、地质工程、地下水工程等领域。
该软件可以对复杂的工程问题进行建模,并进行力学、热力学和流体力学分析,以预测和评估工程结构的力学响应和稳定性。
2.网格划分:在模型建立完成后,需要进行网格划分。
网格是模型的离散表示,用于数值计算。
FLAC3D提供了多种网格划分方法,如四面体网格、六面体网格和混合网格。
网格划分需要根据模型的几何形状、材料性质和分析要求来选择适当的划分方法和网格密度。
3.定义边界条件:边界条件是指模型与外界的交互情况,如施加的荷载、约束条件等。
FLAC3D支持多种边界条件的定义,如位移边界条件、应力边界条件和温度边界条件。
可以根据具体分析问题来选择适当的边界条件,并进行参数设置。
4.运行分析:在模型建立、网格划分和边界条件定义完成后,可以执行分析模拟。
FLAC3D提供了多种分析方法,如静力分析、弹性分析、渗流分析等。
可以根据实际需要选择适当的分析方法,并设置相关参数。
分析过程中可以观察模型的力学响应、位移变化、应力分布等。
5.结果处理:分析完成后,可以对结果进行处理和后处理。
FLAC3D 提供了多种结果显示和分析工具,如等值线图、云图、物理量曲线等。
可以通过这些工具来查看和分析模型的力学响应和稳定性。
还可以生成报告和图表,用于工程设计和评估。
总之,FLAC3D建模分析是一种基于数值方法的工程分析手段,可以帮助工程师和研究人员预测和评估工程结构的力学响应和稳定性。
通过建立模型、划分网格、定义边界条件、运行分析和结果处理等步骤,可以进行全面的工程分析,并提供科学依据和参考建议。
2019年Geostudio及FLAC3D
《地质工程数值法》GeoStudio上机实习作业内容:用GeoStudio的Seep/w模块模拟滑坡不同工况下的地下水渗流曲线。
要求:提供模拟结果文件,现场验收操作。
相关资料:✓滑坡工程地质剖面图;✓岩土参数;✓渗流模拟工况。
1 计算模型的建立根据2#滑坡的工程地质条件,选择该滑坡钻探剖面(图1)作为模拟剖面。
其方位NW113°,滑坡前缘高程1190m,后缘高程1398m,前缘和后部较薄,中部较厚,根据钻孔揭露,滑体物质主要是灰黑色碎块石土,滑带土主要为灰黒色含角砾粉质粘土、角砾质土或含角砾泥炭质土,滑带厚度~,滑床为炭质页岩和炭质灰岩的碎块石土。
基于以上条件,对该堆积层滑坡的坡体地质模型进行网格剖分,共剖分为2829个网格单元,如图2所示。
图1 2#滑坡工程地质剖面图操作步骤:1.打开Geostudio:2.操作界面尺寸设置:3.导入图形4.检查图形5.设置材料属性6.将材料属性赋予给图形区域7.划分网格8.设置边界条件,修改颜色9.赋予边界条件10.检查模型是否正确11.保存,并solve12.查看结果与预期结果相一致,上层碎石土的渗流力明显大于滑床的。
2 计算参数与工况参数的取值主要由勘查资料中的岩土体物理力学试验、水文地质试验、工程地质类比以及经验值等综合确定。
具体为:模型材料的天然、饱和容重等由渗透试验确定;饱和体积含水量和饱和渗透系数,类比附近滑坡或者同一类型滑坡的物质组成及坡体结构等,确定出参数取值范围,然后根据野外钻探的实际资料,通过参数调整,反演出2#滑坡的实际地下水位,获取后续模拟的参数,渗流场模拟过程中所涉及到的各层岩土体参数见表1。
采用GEO-Studio软件中的SEEP/W模块进行滑坡渗流场模拟时,视滑坡岩土体材料渗透系数和体积含水量为坡体孔隙水压力的函数。
当岩土体处于饱和状态时,渗透系数和体积含水量为定值;而当岩土体处于非饱和状态时其渗透系数和体积含水量应该通过试验来确定。
FLAC3D软件原理及特点
FLAC3D软件原理及特点FLAC3D[1]是三维岩土力学有限差分计算机程序,是国际通用的岩土工程专业分析软件。
FLAC 代表连续介质快速拉格朗日分析,是由国际著名学者、英国皇家工程院院士、离散元法的发明人彼得库德尔Peter Cundall 博士在70年代中期开始研究开发的面向土木建筑、采矿、交通、水利、地质、核废料处理、石油及环境工程的通用软件系统,是美国艾塔斯Itasca国际咨询集团公司的软件核心产品最知名的软件系统之一。
自20世纪90年代中页,中国开始引进FLAC及FLAC3D等Itasca系列软件,许多工业部门都在应用FLAC系统进行工程设计、计算及科学研究;今天,FLAC已经成为我国岩土力学与工程界发展最快、最具有影响的数值分析软件系统。
FLAC程序将单元之间的不平衡力重新分配各节点之上,再进行下一步的迭代运算,直到不平衡力足够小或者各节点的唯一区域平衡为止,如下图1所示:图2 迭代求解过程图3 FLAC3D的特点3.1应用范围广泛FLAC3D是帮助土木、交通、采矿、水利工程师进行分析、测试及设计的连续介质程序。
由于其分析能力并不局限于某一类特殊问题或分析类型,FLAC3D得到了广泛的应用。
FLAC3D的设计思想是针对任何需要连续介质力学分析的岩土工程项目。
在分析岩土工程问题时,边界条件是最重要的考虑因素,而FLAC3D有多种边界条件,并且边界方位可以任意变化,边界条件可以是速度边界、应力边界,单元内部可以给定初始应力,节点可以给定初始位移、速度等,还可以给定地下水位以计算有效应力、所有给定量都可以具有空间梯度分布。
功能强大:FLAC3D是一个利用显示有限差分法为岩土工程提供精确有效分析的工具,可以解决诸多有限元程序难以模拟的复杂的工程问题。
另外,FLAC3D具有强大的内嵌语言FISH,使得用户可以定义新的变量或函数,以适应用户的特殊需要。
FISH可以做如下事情:(1)用户可以自定义材料的分布变化情况;(2)用户可以定义变量,追踪其变化规律并绘图表示;(3)用户可以自己设计FLAC3D内部所没有的单元形态;(4)在数值试验中可以检测控制;(5)用户可以指定特殊的边界条件;(6)自动进行参数分析;(7)利用FLAC3D内部定义的FISH变量或者函数,用户可以获得计算过程中的节点、单元参数,如坐标、位移、速度、材料参数、应力、应变和不平衡力等。
岩土专业软件的区别
岩土专业软件的区别:大变形、破坏,灵活性,开放性,软件来源于实际工程,所以可靠度很高,但并是能解决所有的问题;Ansys Abauqs:通用性软件,在结构方面很强,特别是Abaqus 在非线性方面。
在岩土方面,我没有实际用过,只别人说还可以。
Plaix:操作比较简单,开发人员都有工程背景,软件计算的结果比较可靠;Midas/Gts:韩国的软件,以前是搞桥梁的,最近才转岩土,没有很强的理论背景,不知道计算出来的东西可不可靠。
或者在某一方面得到实际工程的验证,但可靠度还有呆进一步;Geo:边坡、非饱和渗流方面比较牛,特别是非饱和渗流方面,理论创建者是非饱和渗流的奠基人;Rc:岩石力学方面很牛,原因也是因为理论支持是这方面的大牛人;总结:建议从难的基础的学起,搞基础理论搞清楚了,做出来的东西才是东西。
不然随便拿个软件算算,只在乎软件的易学以及图形的漂亮,而不管到底最后结果如何,肯定会出问题的。
所以从Flac 软件学起,搞清楚理论背景。
把理论搞清楚后,再选择一些相对简单的软件比较好。
这样对计算出来的结果心里有底2通用软件的功能的确比较强大,但是针对性不强,比如我们都是学岩土的,土的本构关系、土和结构的接触啊等都是比较复杂,如果是通用软件,那么你都要一一的去设置,非常麻烦,当然如果你学的非常好,土力学的概念非常清晰,有限元的知识功底也很强大,那当然是没问题的。
如果我们是个新手,我想在一开始的单元选择和网格划分上就有点难住了,我认识很多人都是用通用软件,但只是照着例子做一遍,并不知道为什么要那样设置,等到变个情况时候,就是不知道怎么做了!我们学习软件当然并不是只学个操作,重要的原理,知道所以然。
所以,我的建议是先学比较容易上手的专业软件,这样你可以通过学习这个软件带动自己学习这个专业的知识,比如看软件的效验手册和科学手册你都会学到很多,让你回顾一下,岩土的一些理论比如本构、固结、渗流等,并且让你知道软件大概是怎么去模拟及它们的误差会在哪里。
FLAC3D简述与使用步骤
FLAC3D简述与使用步骤FLAC3D是一种三维数值建模和数据分析软件,主要用于模拟和分析地下结构中的岩石和土壤行为。
它基于有限元方法,可以模拟地下开挖、地下水流、地震响应等复杂的地下工程问题,帮助工程师和地质学家做出准确的预测和决策。
在本文中,我们将对FLAC3D的概念和使用步骤进行简要介绍。
首先,我们来了解FLAC 3D的基本概念。
FLAC是Fast Lagrangian Analysis of Continua(快速拉格朗日连续体分析)的缩写,是一种用于建模和分析连续体力学问题的软件。
它采用了非线性弹性、塑性和损伤模型,并使用有限元离散化技术将复杂的问题转化为简单的网格模型。
FLAC 3D可以模拟岩土体的变形、破裂和失稳行为,帮助用户评估地下工程的安全性和可行性。
使用FLAC3D进行建模和分析的步骤如下:1.建立模型:在FLAC3D中,用户需要创建一个模型来描述地下结构。
模型可以包括岩石和土壤的几何形状、材料属性和边界条件等信息。
用户可以使用软件提供的几何建模工具创建模型,也可以导入其他CAD软件中的模型。
2.定义材料属性:在FLAC3D中,用户可以定义不同材料的物理和力学特性。
这些特性可以包括杨氏模量、泊松比、体积权重等。
用户可以根据实际材料的性质来设置这些参数,以便更真实地模拟地下结构的行为。
3.设置边界条件:在建模过程中,用户需要为模型设置适当的边界条件。
边界条件可以包括施加的加载、支撑结构和地下水流等。
用户可以通过定义加载的类型、大小和方向来模拟各种工程场景。
4.设定数值参数:在FLAC3D中,用户需要设置一些数值参数来控制数值计算的准确性和稳定性。
这些参数包括网格密度、时间步长和收敛准则等。
用户可以通过对不同参数的测试和调整来优化模拟结果的精度。
5.进行模拟和分析:完成模型设置后,用户可以运行FLAC3D来进行模拟和分析。
软件会根据用户定义的模型和参数对地下结构的行为进行预测和计算。
FLAC 3D与FLAC常见问题的整理
FLAC/FLAC3D常规问题的整理1.FLAC3D命令的FAQlakewater整理看到其它板块上都有这个FAQ,也就是常见问题问答,今天抽了时间进行了整理,想到了就写下来了,因为看到很多初学者费了很多的时间,但是还是没有将常用的命令掌握,所以这个也可以作为入门的初级教材,使大家能够快速的上手,而不用为了某个小命令到处求助。
1. FLAC3D是有限元程序吗?答:不是!是有限差分法。
2. 最先需要掌握的命令有哪些?答:需要掌握gen, ini, app, plo, solve等建模、初始条件、边界条件、后处理和求解的命令。
3. 怎样看模型的样子?答:plo blo gro可以看到不同的group的颜色分布4. 怎样看模型的边界情况?答:plo gpfix red sk5. 怎样看模型的体力分布?答:plo fap red sk6. 怎样看模型的云图?答:位移:plo con dis (xdis, ydis, zdis)应力:plo con sz (sy, sx, sxy, syz, sxz)7. 怎样看模型的矢量图?答:plo dis (xdis, ydis, zdis)8. 怎样看模型有多少单元、节点?答:plo info(错,应该为print info)9. 怎样输出模型的后处理图?答:File/Print type/Jpg file,然后选择File/Print,将保存格式选择为jpe文件10. 怎样调用一个文件?答:File/call或者call命令10. 如何施加面力?答:app nstress11. 如何调整视图的大小、角度?答:综合使用x, y, z, m, Shift键,配合使用Ctrl+R,Ctrl+Z等快捷键12. 如何进行边界约束?答:fix x ran (约束的是速度,在初始情况下约束等效于位移约束)13. 如何知道每个单元的ID?答:用鼠标双击单元的表面,可以知道单元的ID和坐标14. 如何进行切片?答:plo set plane ori (点坐标) norm (法向矢量)plo con sz plane (显示z方向应力的切片)15. 如何保存计算结果?答:save +文件名16. 如何调用已保存的结果?答:rest +文件名;或者File / Restor17. 如何暂停计算?答:Esc18. 如何在程序中进行暂停,并可恢复计算?答:在命令中加入pause命令,用continue进行继续19. 如何跳过某个计算步?答:在计算中按空格键跳过本次计算,自动进入下一步20. Fish是什么东西?答:是FLAC3D的内置语言,可以用来进行参数化模型、完成命令本身不能进行的功能21. Fish是否一定要学?答:可以不用,需要的时候查Mannual获得需要的变量就可以了22. FLAC3D允许的命令文件格式有哪些?答:无所谓,只要是文本文件,什么后缀都可以23. 如何调用一些可选模块?答:config dyn (fluid, creep, cppudm)后注:这个工作很繁琐,需要的时间很多,希望广大网友能够将自己曾经遇到的常见问题在后续跟贴,也为了将这个FAQ进行很好的充实。
flac3d
flac3dFLAC3D是一款强大的数值分析软件包,广泛应用于地质工程、岩石力学和土木工程领域。
它具有极强的计算能力和模拟功能,能够模拟和分析各种地质和工程问题,如地下隧道工程、岩土体开挖、地质灾害等。
本文将介绍FLAC3D的主要功能和应用领域,并探讨其在地质和工程领域中的重要性和优势。
首先,FLAC3D具有灵活而强大的建模功能。
用户可以利用软件提供的模型构建工具,以直观的方式创建复杂的地质模型。
该软件支持各种几何和物理参数,包括岩体的几何形状、强度参数、应力状态等。
用户可以根据具体需要对模型进行灵活的调整和修改,以满足各种工程实际问题的需求。
其次,FLAC3D具有高度准确的数值计算能力。
该软件采用离散元方法(DEM)进行数值计算,能够将复杂的地质和工程问题转化为离散粒子之间的相互作用。
离散元模型能够准确地模拟材料的物理行为,如断裂、变形、变形和变形耦合等。
通过数值模拟,用户可以预测和分析地质和工程系统的行为,为工程决策提供科学依据。
第三,FLAC3D提供了广泛的分析功能。
该软件提供了丰富的分析工具,包括应力分析、位移分析、变形分析、振动分析、渗流分析等。
用户可以根据具体需要选择不同的分析方法,以获得所需的工程和地质参数。
此外,软件还提供了可视化工具,用于直观地展示模拟结果,帮助用户更好地理解模型的行为和特性。
第四,FLAC3D的广泛应用领域。
该软件在地质工程、岩石力学和土木工程等领域具有广泛的应用。
举几个例子来说明:在地下隧道工程中,FLAC3D可以模拟地下岩层的变形和稳定性,为隧道设计和施工提供指导;在岩土体开挖中,软件可模拟岩土体的塑性变形和破坏机制,评估开挖对周围环境的影响;在地质灾害预测和评估方面,FLAC3D可以模拟地震、滑坡、地表沉降等自然灾害过程,提供科学的预警和风险评估。
最后,FLAC3D的优势和重要性。
FLAC3D作为一款成熟且可靠的数值分析软件,其重要性不言而喻。
它不仅可以提供准确的工程和地质参数,还可以帮助分析人员更好地理解系统的行为和特性。
geostudio软件的介绍
Geostudio功能介绍及优点Geostudio是一套专业、高效而且功能强大的适用于岩土工程和岩土环境模拟计算的仿真软件。
作为优秀的岩土工程设计分析软件,GeoStudio目前已经成为上百万科学研究人员、工程技术人员、教育工作者及学生学习应用的软件之一。
GeoStudio是以Geo—SLOPE为主体的一套地质构造模型软件的整体分析工具,它包括以下八种专业分析软件:✧SLOPE/W(边坡稳定性分析软件)✧SEEP/W(地下水渗流分析软件)✧SIGMA/W(岩土应力变形分析软件)✧QUAKE/W(地震动力响应分析软件)✧TEMP/W(地热分析软件)✧CTRAN/W(地下水污染物传输分析软件)✧AIR/W(空气流动分析软件)✧VADOSE/W(综合渗流蒸发区和土壤表层分析软件)各专业软件具体介绍如下:一、SLOPE/W(专业的边坡稳定性分析软件)SLOPE/W软件是计算岩土边坡安全系数的主流软件产品。
SLOPE/W软件对于综合问题公式化的特征使得它可以同时用八种方法分析计算简单的或复杂的边坡稳定问题,用户可以利用SLOPE/W软件对简单或者复杂的滑移面形状改变、孔隙水压力状况、土体性质、不同的加载方式等岩土工程问题进行分析。
SLOPE/W软件使用极限平衡理论对不同土体类型、复杂地层和滑移面形状的边坡中的孔隙水压力分布状况进行建模分析,SLOPE/W提供多种不同类型的土体模型,并使用确定性的和随机的输入参数方法来进行分析,也可让用户做随机稳定性分析。
除用极限平衡理论计算土质和岩质边坡(含路堤)的安全性外,SLOPE/W软件还使用有限元应力分析法来对大部分边坡稳定性问题进行有效计算和分析。
1.主要应用范围:SLOPE/W可以对几乎所有的稳定性问题进行建模分析,主要包括:✧天然岩土边坡✧边坡开挖✧岩土路堤✧开挖基坑挡墙✧锚固支撑结构✧边脚护提✧边坡顶部的附加载荷✧增强地基(包括土钉和土工布)✧地震载荷✧拉伸破坏✧部分或全部浮容重✧任意点的线性载荷✧非饱和土的性质2.SLOPE/W软件的特点:✧极限平衡理论的应用:包括Morgenstern-Price、GLE、Spencer、Bishop、Ordinary、Janbu、Sarma等各种方法.✧土体强度模型:包括莫尔-库伦准则(Mohr-Coulomb)、双线性准则(Bilinear)、不排水准则(Phi=0)、各向异性强度准则(anisotropic)、切向/法向函数准则及其它各种类型的强度准则等;✧指定条块间切向/法向函数类型;✧孔隙水压力模型包括:Ru 系数、压力线、等压力线、水力梯度值、有限元计算的压力和压力水头;✧通过同心圆栅格和半径线、滑移面前端的块体或全部指定的形状定义的可能滑移面;✧用针对各种土体特性和加载条件的正态分布函数来进行随机近似分析。
基于Geostudio与Flac 3D的浅层滑坡稳定性研究
基于Geostudio与Flac 3D的浅层滑坡稳定性研究
张骞棋
【期刊名称】《中国锰业》
【年(卷),期】2018(36)6
【摘要】以某公路堆积体边坡为研究对象,结合Geostudio与Flac 3D两种基于不同计算原理的数值分析软件,利用Geostudio软件计算快速的优点得到滑坡稳定系数,Flac 3D计算结果直观的优点得到滑坡体的应力场、位移场特征图像.对比两种计算结果,可以指出滑坡应力集中与最大变形部位,分析滑坡形成机制,预测滑坡发展趋势,提出合理的处治方案.文章提出了一种更为简便的边坡稳定性分析方法.
【总页数】5页(P161-165)
【作者】张骞棋
【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都 610059
【正文语种】中文
【中图分类】P642.22
【相关文献】
1.基于FLAC3D的铁矿山露天转地下境界顶柱稳定性研究 [J], 贾穆承;明建;郭海东;毛市龙
2.基于FLAC3D分析的地铁施工中基坑稳定性研究 [J], 管红兵
3.基于FLAC3D分析的地铁施工中基坑稳定性研究 [J], 管红兵
4.基于FLAC 3D计算的黄埔区水质净化厂基坑支护结构稳定性研究 [J], 叶宇潜
5.基于FLAC3D的斜坡塔基础稳定性研究 [J], 王绪民;雷志超;李剑
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
FLAC3D 前处理程序:
FLAC3D 前处理程序:1.强大的处理功能FLAC3D是用于工程力学计算的三维解析有限差分软件。
该程序是FLAC二维计算程序在三维空间的扩展,用于模拟三维土体、岩体或其它材料体力学行为,尤其是达到屈服极限时的塑性流变行为。
物体由多面体单元所表示,可以通过调整三维网格的方法,以适应研究体真实的形状,每个单元力学行为是对应力-应变法则和边界力、约束条件的响应。
材料能产生屈服和流动,而且网格也能变形(in large-strain mode),并随材料移动。
FLAC3D采用了解析Lagrangian计算方法和混合离散元技术,以确保塑性破坏和流动的模拟效果非常准确。
FLAC3D 提供十种材料模型,即:(1) null;(2) elastic, isotropic;(3) elastic, orthotropic;(4) elastic, transversely isotropic;(5) Drucker-Prager plasticity;(6) Mohr-Coulomb plasticity;(7) strain-hardening / softening Mohr-Coulomb plasticity;(8) ubiquitous-joint plasticity;(9) bilinear strain-hardening / softening ubiquitous-joint plasticity;(10)modified Cam-clay plasticity。
每一种模型代表特定地质材料的基本力学行为。
总之,FLAC3D为地质工程技术提供了理想的分析工具。
2.建立计算模型中的困难FLAC3D为用户提供了初始单元网(PRIMITIVE MESH),共十二种。
即:Brick、Degenerate brick、 Wedge、 Pyramid、 Tetrahedron 、Cylinder、 Radial Brick、 Radial Tunnel、Radial Cylinder、Cylindrical Shell、Cylinder Intersection、Tunnel Intersection。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《地质工程数值法》
GeoStudio上机实习作业
内容:用GeoStudio的Seep/w模块模拟滑坡不同工况下的地下水渗流曲线。
要求:提供模拟结果文件,现场验收操作。
相关资料:
✓滑坡工程地质剖面图;
✓岩土参数;
✓渗流模拟工况。
1 计算模型的建立
根据2#滑坡的工程地质条件,选择该滑坡钻探剖面(图1)作为模拟剖面。
其方位NW113°,滑坡前缘高程1190m,后缘高程1398m,前缘和后部较薄,中部较厚,根据钻孔揭露,滑体物质主要是灰黑色碎块石土,滑带土主要为灰黒色含角砾粉质粘土、角砾质土或含角砾泥炭质土,滑带厚度0.6~1.5m,滑床为炭质页岩和炭质灰岩的碎块石土。
基于以上条件,对该堆积层滑坡的坡体地质模型进行网格剖分,共剖分为2829个网格单元,如图2所示。
图1 2#滑坡工程地质剖面图
操作步骤:
1.打开Geostudio:
2.操作界面尺寸设置:
3.导入图形
4.检查图形
5.设置材料属性
6.将材料属性赋予给图形区域
7.划分网格
8.设置边界条件,修改颜色
9.赋予边界条件
10.检查模型是否正确
11.保存,并solve
12.查看结果
与预期结果相一致,上层碎石土的渗流力明显大于滑床的。
2 计算参数与工况
参数的取值主要由勘查资料中的岩土体物理力学试验、水文地质试验、工程地质类比以及经验值等综合确定。
具体为:模型材料的天然、饱和容重等由渗透试验确定;饱和体积含水量和饱和渗透系数,类比附近滑坡或者同一类型滑坡的物质组成及坡体结构等,确定出参数取值范围,然后根据野外钻探的实际资料,通过参数调整,反演出2#滑坡的实际地下水位,获取后续模拟的参数,渗流场模拟过程中所涉及到的各层岩土体参数见表1。
采用GEO-Studio软件中的SEEP/W模块进行滑坡渗流场模拟时,视滑坡岩土体材料渗透系数和体积含水量为坡体孔隙水压力的函数。
当岩土体处于饱和状态时,渗透系数和体积含水量为定值;而当岩土体处于非饱和状态时其渗透系数和体积含水量应该通过试验来确定。
但鉴于试验的难度,一般取经验值。
本节进行2#滑坡的渗流场模拟时采用SEEP/W模块自带的Van Genuchten经验曲线和饱和状态时的参数来确定当坡体材料处于非饱和状态时的渗透系数和体积含水量与孔隙水压力的函数关系,分别如图3~图8所示。
渗流模拟工况:一、自重+地下水;二、自重+50年一遇15日连续强降雨工况(50年一遇降雨强度为24小时最大值130.0mm)。
表1 2#滑坡渗流场模拟各层岩土体参数选取
岩性
天然
重度
(kN/m3)
饱和
重度
(kN/m3)
饱和体积
含水量(%)
饱和渗透
系数
(×10-7m/s)
抗剪强度指标
天然饱和
C(KPa)φ(°)C(KPa)φ(°)
滑坡堆积层19.720.522.8 6.938333227滑带19.720.523.2 6.922.52219.120.7滑床20.421.422.40.860425236
操作步骤:
1.输入模型
2.输入材料属性
3.输入材料属性(因为模型是直接从seep/w里面导入的,没有取消seep里面使用的划分网格)
4.画地下水位
5.draw slip surface and exit range
6.查看区域属性
7.画孔隙水压力云图
8.查看数据
9.Solve
可以看到安全系数为1.394
10.极限平衡法对应的每个条块受力图
11.查看不同的方法对应的不同安全系数
12.画孔隙水压力图
13.输出滑坡稳定性报告
FLAC 3D 数值模拟上机题
计算模型分别如图1、2、3所示,边坡倾角分别为30°、45°、60°,岩土体参数为:
密度ρ=2500 kg/m 3, 弹性模量E =1×108 Pa ,泊松比μ=0.3,
抗拉强度σt =0.8×106 Pa ,内聚力C =4.2×104 Pa ,摩擦角φ=17°,膨胀角Δ=20°
试用FLAC 3D 软件建立单位厚度的计算模型,并进行网格剖分,参数赋值,设定合理的边
界条件,利用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性,并进行结果分析。
附 换算公式:
1 kN/m 3= 100 kg/m 3 剪切弹性模量:)1(2μ+=E G 体积弹性模量:)21(3μ-=
E
K 1.坡角为30°时
图1 倾角为30°的边坡(单位:m)
输入源代码:
set log on
set logfile stability30.log
gen zon brick &
p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10
gen zon brick &
p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 p4 100 2 40 &
p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10
model mohr
Plot
Show
Add surface blue
Add axes yellow
prop dens 2500 bulk 9.26e7 shear 3.79e7 coh 4.2e4 ten 8e5 friction 17 dilation 20 fix x y z range z -0.1 0.1
fix x range x -0.1 0.1
fix x range x 99.9 100.1
fix y
set gravity 0 0 -10
def calfos
minf=0
maxf=2
loop while maxf-minf>0.01
fs=(maxf+minf)/2.0
refric=atan(0.31/fs)*180/3.14
recoh=42000/fs
command
ini sxx 0.0 syy 0.0 szz 0.0 sxy 0.0 sxz 0.0 szz 0.0
ini xvel 0.0 yvel 0.0 zvel 0.0
ini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0
pro fric refric coh recoh
set mech ratio 1e-5
solve step 5000
print fs
end_command
aa=mech_ratio
if aa<1e-5 then
minf=fs
else
maxf=fs
end_if
end_loop
end
calfos
save 2.sav
输入指令显示图形
可以得到fs=1.476,边坡是稳定的。
2.坡角为45°时
修改对应的尺寸即可
gen zon brick &
p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10
gen zon brick &
p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 60 0 60 p4 100 2 40 & p5 60 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10。