flac3d是有限元软件吗

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V3.0以前的为DOS版本，V2.5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V3.3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V3.0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

1. FLAC3D的基本知识介绍

http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=209662

岩土工程结构的数值解是建立在满足基本方程（平衡方程、几何方程、本构方程）和边界条件下推导的。由于基本方程和边界条件多以微分方程的形式出现，因此，将基本方程近假发改用差分方程（代数方程）表示，把求解微分方程的问题改换成求解代数方程的问题，这就是所谓的差分法。差分法由来已久，但差分法需要求解高阶代数方程组，只有在计算机的出现，才使该法得以实施和发展。 FLAC3D（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V3.0以前的为DOS版本，V2.5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V3.3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V2。1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

《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。

1450高程(m)1400135013001250Qcol4第四系全新统崩积层碎块石土滑动面及滑动方向113°比例尺 1:1000高程(m)145014001350ZK31322.94推测潜在滑面26.6(1296.34)33.8(1289.14)碎块石土ZK41286.011300西河ZK51237.00潜在滑体碎块石土27.8(1258.21)41.71250

《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。

1450高程(m)1400135013001250Qcol4第四系全新统崩积层碎块石土滑动面及滑动方向113°比例尺 1:1000高程(m)145014001350ZK31322.94推测潜在滑面26.6(1296.34)33.8(1289.14)碎块石土ZK41286.011300西河ZK51237.00潜在滑体碎块石土27.8(1258.21)41.71250

FLAC3D使用教程

总第115期

　　　　　　　　西部探矿工程seriesNo.115

2005年第11期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGNov.2005

文章编号:1004—5716(2005)11—0001—04

中图分类号:TV55114+2　文献标识码:B

岩土工程

FLAC3D及其在地下空间开挖分析中的一些问题

尹清锋,白　冰

(北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)

摘　要:首先阐述了FLAC3D的基本原理、主要特点和适用范围,,给出了在地下空间开挖分析中处理特殊问题的经验,关键词:FLAC3D;显式有限差分法;大变形;地下空间

1　概述

FLAC3D是FastLagrangianin32mensions的简称,—四面体的的表面所围成的空间闭区域;∑———四面体的外表面;

nj———外表面的单位法向向量分量,i,j=1～3。

维显式有限差分程序AC应用软件的拓展,可以模拟土质、,可以精确的模拟屈服、塑性流动、软化直至破坏的整个过程,尤其适用于软弱介质材料的弹塑性分析、大变形分析以及施工过程模拟[1～3],并且可以在初始模型中加入诸如断裂、节理构造等地质因素[4]。

FLAC

hist reset ;清空里面所有的监测点

nstress=-40e3 hist ramp的意思，很简单 nstress = -40e3 * ramp hist相当于乘法，为了方便控制动荷载的幅值。

plotitems——Add——strucktural elements——geometry ——cables 显示锚杆的几何形状

Pl-add-vector-apply body force 显示施加的力，不过是在求解之后显示 Creat 创建一新视图

plotitems------add-----vetor----apply body force 显示荷载的施加位置

Array var(4,3) 二维数组 array var(5)一维5个元素的数组 Var(m,n)=urand ;随机 var—数组的名字 Pnt=z_next(pnt) 查找下一个单元体表 Pl plas 显示塑性区

Array x_b(x,y) z_b(x,y) 创建两个x行y列的表格，可以给其赋值，以便调用。Array就是数组的意思。

Hist id=1 gp xd 7 0 0 监测7 0 0 点处的x方向位移，ID=1 材料参数dilation 剪胀角

hist reset ;清空里面所有的监测点

nstress=-40e3 hist ramp的意思，很简单 nstress = -40e3 * ramp hist相当于乘法，为了方便控制动荷载的幅值。

plotitems——Add——strucktural elements——geometry ——cables 显示锚杆的几何形状

Pl-add-vector-apply body force 显示施加的力，不过是在求解之后显示 Creat 创建一新视图

plotitems------add-----vetor----apply body force 显示荷载的施加位置

Array var(4,3) 二维数组 array var(5)一维5个元素的数组 Var(m,n)=urand ;随机 var—数组的名字 Pnt=z_next(pnt) 查找下一个单元体表 Pl plas 显示塑性区

Array x_b(x,y) z_b(x,y) 创建两个x行y列的表格，可以给其赋值，以便调用。Array就是数组的意思。

Hist id=1 gp xd 7 0 0 监测7 0 0 点处的x方向位移，ID=1 材料参数dilation 剪胀角

hist reset ;清空里面所有的监测点

nstress=-40e3 hist ramp的意思，很简单 nstress = -40e3 * ramp hist相当于乘法，为了方便控制动荷载的幅值。

plotitems——Add——strucktural elements——geometry ——cables 显示锚杆的几何形状

Pl-add-vector-apply body force 显示施加的力，不过是在求解之后显示 Creat 创建一新视图

plotitems------add-----vetor----apply body force 显示荷载的施加位置

Array var(4,3) 二维数组 array var(5)一维5个元素的数组 Var(m,n)=urand ;随机 var—数组的名字 Pnt=z_next(pnt) 查找下一个单元体表 Pl plas 显示塑性区

Array x_b(x,y) z_b(x,y) 创建两个x行y列的表格，可以给其赋值，以便调用。Array就是数组的意思。

Hist id=1 gp xd 7 0 0 监测7 0 0 点处的x方向位移，ID=1 材料参数dilation 剪胀角

new

gen zone radtun p0 0,0,0 p1 25,0,0 p2 0,50, 0 p3 0,0,25 size 4 25 4 10 dim 4 4 4 4 ratio 1 1 1 1.1 fill

gen zone reflect normal 1 0 0 ori 0 0 0 gen zone reflect normal 0 0 1 ori 0 0 0 mo mohr

pro bulk 2.2e9 she 1.3e9 fric 30 coh 1.3e6 ten 1.5e5 ini dens 2000

fix x range x -25.1,-24.9 fix x range x 24.9 25.1 fix y range y 49.9 50.1 fix z range z -25.1 -24.9 fix z range z 24.9 25.1 PLOT SURF PAUSE K

sel cable id=1 beg 0, 0, 0 end 0 ,29, 0 nseg 10 sel cable id=1 beg 0,29,0 end 0,3

2.5 三维显示有限差分基本方程

当FLAC3D达到平衡或是稳定的塑性流动时，它通过显示有限差分来模拟三维连续介质的力学行为。监控的力学响应主要是通过特殊的数学模型和数值计算过程得到。接下来介绍这两方面。 2.5.1 数学模型描述

介质的力学行为主要来源于一般原理（应变定义、运动规律），和理想材料的本构关系。这个数学结果表达式通常是一些偏微分方程，涉及到力学（应力）和运动学（应变率、速度）变量。这些偏微分方程联合个别的几何关系、材料参数，以及给定的边界条件和初始条件就可以求解。

虽然FLAC3D在平衡状态附近，主要关注介质的应力状态和变形，但是必须要注意到该数学模型中的运动方程。

（1） 符号约定

在FLAC3D中采用拉格朗日算法，介质中的一个点，通过矢量xi，ui，vi和

dvidt，i?1，3来定义一个点的坐标，位移，速度和加速的。记号ai表示矢量?a?的第i个分量，在笛卡尔坐标系中；Aij表示张量?A?的第（i，j）个分量。a，i表示变量对xi的偏导数。（变量a可以使标量，矢量和张量）

默认结构受拉为正，变形伸长为正。爱因斯坦求和记号只针对下标，i，j，k（i，j，k=1，2，3）。

（2） 应力

介质中一已知点的应力状态是通过对称应力