FLAC3D与FLAC基础学习、常见命令的整理

FLAC/FLAC3D常规问题的整理 1．FLAC3D命令的FAQ lakewater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 `5 A5 y$ Z2 N5 R6 E$ i* L 3. 怎样看模型的样子？0 D% s! R9 ~! E2 Q Y6 e) E; Z& A 答：plo blo gro可以看到不同的group的颜色分布0 g) b7 M. T6 H\4. 怎样看模型的边界情况？# o- d( j8 `, v/ `, G 答：plo gpfix red sk. x! q8 e7 c, E3 m* u8 P 5. 怎样看模型的体力分布？ 答：plo fap red sk

6. 怎样看模型的云图？2 R) G# Z$ K8 o* S 答：位移：plo con dis (xdis, ydis, zdis)4 c2 j- l( u- B; n( [ 应力：plo con sz (sy, sx, sxy, syz, sxz) 7. 怎样看模型的矢量图？. g$ ^ b) G% O N2 S8 答：plo dis (xdis, ydis, zdis)5 P/ E* _6 { J% Z6 z/ l# u4 y 8. 怎样看模型有多少单元、节点？ 答：plo info: m1 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 / k9 \\4 J, U3 e0 e' D\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 nstress

11. 如何调整视图的大小、角度？0 I$ T$ T1 l! D) `3 z* A

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？, z: T/ N. B& \\1 a

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？+ o/ j& T! R\

答：用鼠标双击单元的表面，可以知道单元的ID和坐标! B* Y1 `6 y7 U2 `. k' K2 G4 z 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)5 g0 b' ?4 E% k8 }* F 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 / Restor 17. 如何暂停计算？ ^2 U) F( B- D 答：Esc

18. 如何在程序中进行暂停，并可恢复计算？1 H/ h) d: A1 M5 @+ g; H7 } 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？) _# Z4 E5 i4 ~) j; f% u3 v 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？$ l1 R |. K4 B

答：可以不用，需要的时候查Mannual获得需要的变量就可以了\w0 X3 n

22. FLAC3D允许的命令文件格式有哪些？& c \\. P$ Z1 ? Z8 y- A0 _ 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？; N5 ?( o5 B+ f8 p 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。

24 .如何在圆柱体四周如何施加约束条件？ G( @$ x( k% i

可以用fix ... ran cylinder end1 end2 radius r1 cylinder end1 end2 radius r2 not，其中r2

25. 如何能把一个PLOT的图像数据导出来以便用其他软件绘图？. r\ 回答：用set log on 命令，把数据导出来，转到excel里处理一下，然后用surfer或者什么作图软件绘制就行了。 26.关于dd、dip的理解：

dip-direction angle, measured in the global xy-plane clockwise from the positive y-axis 这个是从y轴到x顺时针方向所转过的角度；dip dip angle, measured in the negative z-direction from the global xy-plane 这个是xy平面与z轴负方向的夹角。 dip表示对称参照面与xy平面的夹角，对称参照面与xy平面的夹角在xy平面的投影是一条射线 ，dd表示y轴正向顺时针到那条射线的夹角。首先应该按照dd的方向大体确定这个面的朝向，dd 指的是从y轴正方向按顺时针（clockwise）方向转向所要确定面的法线方向在xy平面上的投影的夹角，然后再确定dip，dip指的是从xy平面转向所要确定的平面的

角． 27. 如何调用FISH文件？

新手调用FISH文件出错的原因：是：文件名为 fishcall.fis.txt(因为在记事本里这个txt的后缀是默认的）。修改方法是：将 fishcall.fis.txt里面的内容全部复制到新的记事本里，再按保存，保存时候将保存类型改为所有文件(*,*),这时你便可在文件名栏内输入 fishcall.fis，类型也就正确了。

28. 如何理解Tension-p shear-p tension-n shear-n表示的含义？. w7 l\

在计算的循环里面,每个循环中,每个zone都依据failure criterion处于不同的状态,shear 和tension分别表示因受剪和受拉而处于塑性状态.n表示now,p表示previous,即分别表示在现在和以前的循环当中处于塑性状态. 29. 绘制相关曲线命令的一些解释

1) 在plot hist m vs n的形式里,m代表y轴,n代表x轴(不管m,n的正负);5 L0 D# _1 ~1 C- L 2) \表示对其值作\如果大家使用AUTOCAD的话就明白\的含义了,比如上面的 hist 1 gp ydisp的值是0~100,那么vs -1就变成-100~0.以此类推.

3) 为什么要这么做呢?主要是为了符合岩土工程的习惯需要,例如桩载荷试验曲线,沉降曲线等都不是画在第一象限内.

30. 如何查看剖面上任一点的位移值？7 p3 C# b) y0 [; [ print gp disp range x() y( ) z( )或 print gp disp range id

plot gp disp range x() y( ) z( )或1 T: f- F6 S( h g& E5 Z. ~! f plot gp disp range id! i* }' ?6 P7 z5 }* x& C 31. fix x y z range x -0.1 0.1 ..........................a fix x range x -0.1 0.1................................b

请问a式与b式有何区别？( f\ a 表示 在x=0 这个平面 是固定的

b 表示在x=0 这个平面 只x方向不能发生运动9 Z! q' K/ S3 `& v 32. initial 与 apply 有何区别？

initial初始化命令，如初始化计算体的应力状态等；

apply边界条件限制命令，如施加边界的力、位移等约束等。\

initial的应力状态会随计算过程的发生而发生改变，一般体力需要初始化，而apply施加的边界条件不会发生变化。

33. 如何查看各个时段不平衡力的具体数值？: H\

采用his来记录计算，包括位移应力等 命令his unbal / P) [( ]: M/ U5 C5 b his gp(zone) zdis range (0 0 0) 或者id=？

导出数据命令his write n vs m begin 时步 end 时步 file filename.his0 B: o4 u+ Q( a# N: d9 o5 Z8 K

n表示纪录的id m表示时步 要导出不平衡力的具体数值 his unbal

step 100000 or solve! N; [ D, y8 `8 e

his write 1 vs step begin 1 end 1000 file 123.his. e4 I# t2 S1 R% g P 使用上述命令就可以查看各个时步下的不平衡力的具体数值 34. 如何显示变形轮廓线的命令？ plo ske magf 10 其中10为放大系数

2．FLAC2d命令的FAQ：

1、怎样开始入门？\, Q9 ^/ X. |4 i4 s

答：初步学习首先看说明书 User's gurid的Section2 Getting started和Section 3 Problem sloving with FLAC

2、哪些命令需要掌握？

答：grid gen prop interface ini fix set hist step solve pause cont sav 等，在学习的过程中遇到这些命令和不会的命令应该查看说明书的Command Reference，里面讲的很清楚，特别需要注意的是一定要仔细看一下Command Reference开头的Optional Range Phrases，这是讲范围的，因为很多命令的施加都需要加到模型的一部分，这里就告诉你怎样来表示这一部分。这一原则同样适合与其他5个ITASCA软件。还有一点就是六个软件（FLAC FALC3D UDEC 3DEC PFC PFC3D）的range大不相同 ，要注意区分。 3、FLAC和FLAC3D建模有什么区别？

答：FLAC和FLAC3D基本的建模思想大致是一样的，不同的是FLAC是首先用GRID命令把整体的网格画出来，然后用MODELL NULL命令把网格分成许多部分，再用GEN命令把这些部分一块一块搭接起来。然后再用GEN LINE，GEN ARC等命令画出要开挖的边界，在FLAC中产生网格的命令只有一个GRID，而且只能用一次。而FLAC3D是直接用GEN 命令一块一块搭接，GEN可以用很多次。5 u9 Z3 M8 @& I* n y\ 4、怎样查看模型？& n; P' `6 p) A

答：plot grid 可以查看网格，plot grid num 可以查看节点号。& q3 @% C w \\$ J/ ]) ] 5、怎样查看边界条件？2 D* o) a1 K% ~1 Q 答：plot fix 6 B) ^& o5 [* D6 m! F0 ]

6、怎样查看预先留设的开挖边界？% Y# q. d. o# R; E; |* S$ f 答：plot grid mark。

7、怎么查看模型的云图？

答：pl syy (sxx xdis ydis sig1..) fill ，注意，带fill关键字就是查看云图，不带fill 关键字就是查看等直线图。

8、怎样查看模型的矢量图？5 v3 o0 q8 W% A2 j {. j6 X' b 答：pl grid vel (disp) red0 D; e- @, N4 v7 ]3 o 9、怎样查看INTERFACE？8 Q' r; `. t, D( U\ 答：pl grid iface id red + z% _( t5 n3 P print iface id ; id 是interface的编号 10、FLAC怎么调整视图？

答：ctrl+z 或shift+z ,然后点击要放大部位的左上角和右下角就可以放大某个部位，如果要缩小，双击屏幕。

3 FLAC 使用步骤

FLAC 使用步骤

1.FLAC程式使用前准备步骤 步骤1：依比例画出所欲分析的资料

在纸上画出地点的位置、地层资料、并简单标示距离及深度资料。 步骤2：换算输入资料成同一单位

将现有地层资料，如 Density, Bulk modulus, Young`s modulus, tension, cohesion, friction Angle 等资料，换算成同一单位。

附注 ：需谨慎检查输入资料的单位，如因单位不同而造成过大或过小的值，将会造成 FLAC无法计算，而产生ERROR信息。 步骤3：应用公式简略计算

应用公式或依据经验，简略算出FLAC输出资料的范围，以作为Debug及输出资料分析时验证。

步骤4：建立x, y坐标与node i, j之间的关系

在图上距离及深度的关系，建立x, y坐标系统，再由x, y坐标系统，转换与网格间系，为了便于以后输出资料的分析，故应确实掌握网格的位置及其相对应的x, y 坐标。 建议在敏感区域使用较密的网格，其它地方则使用较疏的网格，刚开始执行程序时，不宜使用网格太大的网格数目，因尽量使网格总数少于1000，以节省时间。

2.FLAC 3D 程序的编写步骤： 1 Config ________ 2 Grid ________ 3 Model ________ 4求起始的应力平衡

(1)建立x, y坐标与网格的关系，建议使用Gen指示：

Gen x1,y1 x2,y2 ,x3,y3 x4,y4 i=i0,i1 j=j0,j1 详细指令参见使用手册，FLAC程式可自动产生x, y 坐标与网格的关系，但由于产生的网格坐标不易控制，将对其它的工作产生负面影响，故依使用前步骤4所建立的关系，将网格依其疏密程度需要的不同，实际控制网格的坐标。

(2)设定材料性质：prop

(3)设定外力：Set Grav, Apply Pressure, ini sxx, Syy (4)设定边界条件：fix, free (5)求起始的应力平衡：solve (6)储存：Save 5求工程的影响

求出区域内的应力分布情况后，再依工程的流程及步骤阶段执行各工程进行过程的影响，建议使用以下的步骤：

(1)调出起初的应力平衡：re_____ .sav (2)设定新的材料性质：model,prop (3)设定新的支撑性质：struct (4)设定新的外力 apply (5)设定边界条件 apply,fix

(6)求工程时的应力平衡 solve, step, cycle (7)储存 save file.sav 4．Flac3d的命令

1.在FLAC3D中用到的是体积模量K和剪切模量G，它们与杨氏模量E与泊松比υ之间的关系为：K?2.在

EE,G?。

3(1?2?)2(1??)中边坡的稳定性计算原理仍为折减系数

FLAC3D

法:c折减后?c折减前tan?折减前,tan?折减后?,其中属于临界值的K即为边坡的安全系数。 kk3.边坡稳定性的判断方法之一为最大不平衡力的收敛性，最大不平衡力的定义为：在每一个计算循环中，外力通过网格节点传递分配到体系各节点时，所有节点的外力与内力之差中的最大值。最大不平衡小于某一临界值作为边坡的收敛标准。命令流为：set mech force 。

4.由于FLAC3D在出图背景是灰色，图形为彩色，在论文打印时若我们需要黑白或者灰度的图形，可以使用快捷键CTRL+G或者在图形状态下执行settings/grayscale命令，将图形转换为灰度显示。

5.动画的生成，flac3d可以生成动画，大致步骤为，首先命令要显示的图像，设置动画，动画开启，计算。命令流为：

Ini xd 0 yd 0 zd 0；将各个方向的位移清零 Ini xv 0 yv 0 zv 0；将各个方向的应力清零

App nstress -100e3 ran z 2.9 3.1 x 1 2 y 1 2；在指定体内添加应力 Plot set rot 20 0 30；将模型转动一定的可视角度

Plot con szz ou on magf 10;将竖向应力云图放大十倍以后输出 Plot add hist 1；在动画中加入最大不平衡力，编号为1

Set movie avi step 1 file 1.avi；定义动画，动画记录的频率为1时步一频率 Movie start；动画开始

Solve；计算

1、体积模量

体积模量是弹性模量的一种，它用来反映材料的宏观特性，即物体的体应变与平均应力（某一点三个主应力的平均值）之间的关系的一个物理量。

材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，也就是说满足胡克定律，其比例系数称为弹性模量，弹性模量是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。对于体积模量有时也称体变模量。我们先假设，在P0的压强下体积为V0。若压强增加dP（或减小dP，dP是末态的压强减去出态的压强，当然dP可正可否)，则体积减小dV（或者增加dV，计算方法同前者，当然也可正可否）。则有 K=-dP/(dV/V0)，K被称为该物体的体积模量(modulus of volume elasticity)。如在弹性范围内，则专称为体积弹性模量，不难发现体积模量是一个正值。

体积模量是一个比较稳定的材料常数，单位为帕斯卡。因为在各向均压下材料的体积总是变小的，故K值永为正值，单位Pa。

体积模量的倒数称为体积柔量。体积模量K和弹性模量(或称杨氏)E、泊松比μ之间有关系：

2、剪切模量

剪切模量（shear modulus of elasticity），材料常数，是剪切应力与应变的比值。又称切变模量或刚性模量。材料的力学性能指标之一。是材料在剪切应力作用下，在弹性变形比例极限范围内，切应力与切应变的比值。它表征材料抵抗切应变的能力。模量大，则表示材料的刚性强。剪切模量的倒数称为剪切柔量，是单位剪切力作用下发生切应变的量度，可表示材料剪切变形的难易程度。

刚度参数γ，所使用的混凝土的剪切模量G可取等于0.425E，E是混凝土的弹性模量。剪切模量G和弹性模量E、泊松比μ之间有关系：G=E/（2（1+μ）)。

3、杨氏模量

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL。F/S叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；ΔL/L叫应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量：即。ΔL是微小变化量。杨氏模量（Young's modulus），又称拉伸模量（tensile modulus）是弹性模量（elastic modulus or modulus of elasticity）中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各项同性弹性体的刚度（stiffness）， 定义为在胡克定律适用的范围内，单轴应力和单轴形变之间的比。与弹性模量是包含关系，除了杨氏模量以外，弹性模量还包括体积模量（bulk modulus）和剪切模量（shear modulus）等。Young's modulus E, shear modulus G, bulk modulus K, 和 Poisson's ratio ν 之间可以进行换算，公式为：E=2G(1+v)=3K(1-2v)

英文名称：Young's Modulus

定义：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。

意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小

说明：又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示，单位为N/m2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用K表示。模量的倒数称为柔量，用J表示。

4、粘聚力

粘聚力又叫内聚力，是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。只有在各分子十分接近时（小于10e-6厘米）才显示出来。粘聚力能使物质聚集成液体或固体。特别是在与固体接触的液体附着层中，由于粘聚力与附着力相对大小的不同，致使液体浸润固体或不浸润固体。

5、内摩擦角

（1）定义内摩擦角(angle of internal friction)

a) 岩体在竖力作用下发生剪切破坏时错动面的倾角；

b) 颗粒状材料(如粮食、砂子)自然堆积时与地面能形成的最大夹角。 （2）概念

作为岩(土)体的两个重要参数之一的内摩擦角，是土的抗剪强度指标，是工程设计的重要参数。土的内摩擦角反映了土的摩擦特性，一般认为包含两个部分：土颗料的表面摩擦力，颗粒间的嵌入和联锁作用产生的咬合力。

内摩擦角是土力学上很重要的一个概念。内摩擦角最早出现在库仑公式中，也就是土体强度决定于摩擦强度和粘聚力，摩擦强度又分为滑动摩擦和咬合摩擦，两者共同概化为摩擦角。

（3）表达式

经典的表达式就是库伦定律τ=σtanυ+c

其中，对于黏性土，c不为0，对于砂土，c为0，υ、c可以通过三轴试验得出，（或直剪）。在不同围压下，得到破坏时的最大主应力和最小主应力，做出应力圆，至少在三种不同的围压下，这样可以做出三个应力圆，作三个圆的公切线，斜率即为内摩擦角。

内摩擦角在力学上可以理解为块体在斜面上的临界自稳角，在这个角度内，块体是稳定的；大于这个角度，块体就会产生滑动。利用这个原理，可以分析边坡的稳定性。

（4）反映内容

内摩擦角是反映散粒物料间摩擦特性和抗剪强度，它是确定物料仓仓壁压力以及设计重力流动的料仓和料斗的重要设计参数。如果把散粒物料看成一个整体，在其内部任意处取出一单元体，此单元体单位面积上的法向压力可看作该面上的压应力，单位面积上的剪切力可看作该面上的剪应力。物料沿剪切力方向发生滑动，可以认为整体在该处发生流动或屈服。即散粒物料的流动可以看成与固体剪切流动破坏现象相类似。这样，就可以应用莫尔强度理论来研究散粒物料的抗剪强度，进而得出确定内摩擦角的理论和方法。

（5）计算方法

根据莫尔理论，如果散粒物料在二向应力作用下沿着某一个平面产生破坏，则在这个平面内存在着一定的正应力σ和剪应力τ的组合。破 坏平面内的正应力σ和剪应力τ可由力平衡求出

σ= σ1cosθ+σ3sinθ

τ= （σ1-σ3）cosθsinθ

式中σ1——最大主应力； σ3——最小主应力； θ——破坏平面和最大主应力平面之间的夹角；

对同一种物料在不同的σ3 情况下作试验，可得出散粒物料发生破坏时的一系列σ1 。 莫尔圆和莫尔包络线相切的点表示散粒物料产生破坏时的平面方位及平面上的应力状态，它表示了散粒物料的强度条件。

莫尔包络线可用下式表示为 τ= c+σtanφi

式中τ——散粒体抗剪强度； c——散粒体粘聚力；

σ——破坏平面上的正应力； υi——内摩擦角。

莫尔包络线和水平线的夹角即为散粒物料的内摩擦角υi.莫尔包络线即表示散粒物料的 剪切强度 。如果表示物料内某点应力状态的莫尔圆落到莫尔包络线以下，则这个点的剪切应力 是小于剪切强度，散粒物料不可能产生破坏和流动。莫尔包络线相切的任意莫尔圆表示一个非稳定状态。在非稳定状态时，用切点表示的平面上可能出现破坏。 散粒体的剪切强度和内摩擦角可直接用图解法求出。它们的数值也可用莫尔圆方程直接求出。

6、剪胀角

剪胀角是用来表示材料在剪切过程中体积变化率的一个物理量。剪切过程中产生的位移分为法向位移和切向位移，剪胀角的正切值为法向位移同切向位移的比值。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/73fh.html