FLAC3D基础知识

z y x
人工边界Fra Baidu bibliotek
• 对称面 • 截断面
4、初始条件
• 在土木或采矿工程中，在开挖和建筑开始前，存在原岩应
力。通过在Flac3D网格中设定初始条件，可重现原岩应
力，因为它能够模拟顺序建模过程产生的影响。
• 不考虑重力影响的均匀应力(初始)
• ini sxx -5e6 syy -1e7 szz -5e6 (省去set gravity)
*对于动力学分析,网格域尺寸应该足够小以模拟波的精确 传播,网格尺寸必须小于1/8-1/10的最短波长.
FLAC3D ：
FLAC网格生成的关键特征： • FLAC3D 是命令驱动.
•
•
使用FLAC3D内置基元进行形 状组合可形成复杂网格.
用户自定义FISH 函数可以用 来修改基元网格以创建更为 复杂的网格. 第三方软件导入.
均匀材料考虑应力梯度(初始)
• • • • • • ini density 2500 set grav 0 0 -10 fix x y z range z -.1 .1 ini szz -5e6 grad 0 0 2.5e4 apply sxx -2.5e6 grad 1.25e4 0 0range x -.1 .1 apply sxx -2.5e6 grad 1.25e4 0 0 range x 19.9 20.1
圆柱形
gen zone radb p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 3 0 p3 0 0 5 p8 3 0 0 p9 0 2 0 p10 0 0 2 size 5 3 6 8 group 3
放射状
gen zone radt p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 5 0 p3 0 0 5 p8 5 0 0 p9 0 0 3 p10 5 5 0 p11 0 5 3 size 10 5 3 4 group 1
各种形状网格的参考点 单元尺寸大小的比率 网格在每个坐标方向的单元数目
gen zone brick p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 5 0 p3 0 0 5 size 10 5 3 group 1
六面体
gen zone cyl p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 3 0 p3 0 0 5 size 5 3 6 group 2
•
FLAC3D网格基元
块体
径向块体
退化块体
径向隧道
楔体
径向柱体
金字塔 柱状壳体
四面体
柱状交叉
柱体 隧道交叉
径向柱体
块体
柱状交叉
Generate zone 生成网格常用关键词
关键词 dimension edge 含义 内部区域尺寸 网格的边长
fill
P0到p16 ratio size
用网格充填内部区域
内 容

理想模型构建——AutoCAD FLAC3D建模（网格生成） FLAC3D边界条件 FLAC3D初始条件 FLAC3D本构模型选择 赋予材料属性 开挖计算 结构单元及应用
确定模型分析目标 搜集地质资料和 模拟岩层的力学参数 建立理想力学模型
模拟结果分析
对比矿压监测结构 方案设计
圆柱壳体
gen zone cylint p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 5 0 p3 0 0 5 p8 3 3 0 p9 0 0 3 p10 3 5 0 p11 0 5 3 p12 5 3 0 p13 5 0 3 size 3 5 10 4 group 1
圆柱型交 叉
gen zone wedge p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 5 0 p3 0 0 5 size 3 5 4 group 1
平行六 面体放 射状
gen zone radcy p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 5 0 p3 0 0 5 p8 5 0 0 p9 0 0 3 p10 5 5 0 p11 0 5 3 size 3 5 10 4 group 1
圆柱形 隧道
gen zone cshell p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 3 0 p3 0 0 5 p8 3 0 0 p9 0 0 3 p10 3 3 0 p11 0 3 3 size 3 5 10 4 group 1
楔形
3、FLAC3D边界条件
真实边界：存在于被模拟的自然物体上。 人工边界：在现实中不存在，在数值模拟中使用 它形成封闭的网格。
FLAC3D模型边界可施加的力学边界条件： 位移边界和应力边界
应力边界
• apply szz=-1e5 sxz=-.5e5 range z -.1 .1
z
σxz
σzz
x
力 学 参 数 调 整
菜单驱动(计算模式)
命令栏
FLAC3D
FLAC3D
FLAC3D的文件格式


保存文件 (*.sav) – 含有所有状态变量和用户定义条 件的二进制文件 数据文件 (*.dat) – 数据文件由用户创建的一种 ASCⅡ格式的文件，它包括一系列的用于描述所分析 问题的FLAC3D命令 历史记录文件 (*.his) – 记录输入输出历史值的文件 图形文件 – 图形文件(各种标准格式) 电影文件 (*.dcx) – AVI或PCX图像文件，这些图像文 件可以当作电影放映
应力梯度的施加
• apply sxx -10e5 gradient 0 0 1e5 range z -100 0
z
σxx
x
位移边界
• • • • • • 使用applay命令或fix和ini fix x y z range y -.1 .1 apply yvel 1e-5 rnage y -.1 .1 或者 fix x y z range y -.1 .1 ini yvel 1e-5 range y -.1 .1
FLAC3D中模型术语
理想模型构建——AutoCAD
• 将理想复杂模型反应在AutoCAD上，以便进行复杂数据 找点。
FLAC3D建模（网格生成）
FLAC3D网格设置要点
n n n n n
从粗糙的网格开始调试.
避免畸形网格域和域宽的突然跳跃.
避免高应力区的网格域长宽比太大. 确保边界足够远以避免影响结果. 避免自由面上三角形网格域.
z
σzz
σxx
非均匀材料考虑应力梯度(初始)