FLAC3D基础知识.ppt

主讲人 张辉 TEL mail caikuangzhang FLAC3D基础知识 能源科学与工程学院 内容 理想模型构建 AutoCADFLAC3D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 力学参数调整 方案设计 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ASC 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 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 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 FLAC3D网格基元 块体 径向柱体 柱状交叉 Generatezone生成网格常用关键词 genzonebrickp0000p11000p2050p3005size1053group1 六面体 genzonecylp0000p1500p2030p3005size536group2 圆柱形 genzoneradbp0000p1500p2030p3005p8300p9020p10002size5368group3 放射状 genzoneradtp0000p11000p2050p3005p8500p9003p10550p11053size10534group1 平行六面体放射状 genzoneradcyp0000p11000p2050p3005p8500p9003p10550p11053size35104group1 圆柱形隧道 genzonecshellp0000p1500p2030p3005p8300p9003p10330p11033size35104group1 圆柱壳体 genzonecylintp0000p1500p2050p3005p8330p9003p10350p11053p12530p13503size35104group1 圆柱型交叉 genzonewedgep0000p1500p2050p3005size354group1 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 applyszz 1e5sxz 5e5rangez 1 1 x z zz xz 应力梯度的施加 applysxx 10e5gradient001e5rangez 1000 x z xx 位移边界 使用applay命令或fix和inifixxyzrangey 1 1applyyvel1e 5rnagey 1 1或者fixxyzrangey 1 1iniyvel1e 5rangey 1 1 x z y 人工边界 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 inisxx 5e6syy 1e7szz 5e6 省去setgravity 均匀材料考虑应力梯度 初始 inidensity2500setgrav00 10fixxyzrangez 1 1iniszz 5e6grad002 5e4applysxx 2 5e6grad1 25e400rangex 1 1applysxx 2 5e6grad1 25e400rangex19 920 1 x z zz xx 非均匀材料考虑应力梯度 初始 inidensity1600rangey 100inidensity2000rangey 15 10inidensity2200rangey 20 15setgrav00 10inisyy0grad01 6e4rangey 100inisyy4e4grad01 6e4rangey 15 10 x z zz 1600kg m3 2000kg m3 2200kg m3 模型改变后的初始应力 genzonebricksize555modelelaspropsh2e8bu3e8fixxyzrangez 1 1setgrav00 10inidens2000solvemodelmohrrangex02y05z02propsh2e8bu3e8fric35rangex02y05z02 5 选择本构模型 选择本构模型注意两点 1 对所建材料模型由哪些已知特性 2 模型分析的适用范围 6 FLAC3D材料特性 固有的可变性特性 体积模量bulk 剪切模量shear C M参数实例 7 开挖计算 modelnullrangegroup1solvestepcontiniuesave sav 弹性开挖 newrestore支承压力 原岩应力 savtitle 支承压力 弹性开挖 mnrangegroup开挖solvesave支承压力 弹性开挖 sav 弹塑性开挖 newrestore支承压力 原岩应力 savtitle 支承压力 弹塑性开挖 mmpropbul8 2e9shea6 35e9coh2 2e6fric20 8tension3 01e6mnrangegroup开挖solvesave支承压力 弹塑性开挖 sav 8 结构单元及应用 selcablebegin29 30 21 5end29 30 23 9nseg12selcablebegin30 50 21 5end30 50 23 9nseg12selcablebegin31 70 21 5end31 70 23 9nseg12selcablebegin32 90 21 5end32 90 23 9nseg12selcablepropemod9 86e10 xcarea3 8e 4ytens2 166e5gr coh10e5gr k2e7selcablepretension15e4 9 数据记录 histgpxdisp 0 1301 55histgpxdisp4 62301 55histgpzdisp2 26153 2histgpzdisp2 2615 0 1 显示 plothist1plothist2 10 显示 plotcontsmaxplotaddaxesplothard base filesmax bmpplotcontsminplotaddaxesplothard base filesmin bmpplotcontszzplotaddaxesplothard base fileszz bmpplotc