Itasca系列软件介绍

1、上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT Itasca系系列列软件介绍软件介绍中仿科技有限公司中仿科技有限公司上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 主要内容主要内容nFLAC软件简介软件简介nFLAC3D软件简介软件简介nUDEC软

2、件简介软件简介n3DEC软件简介软件简介nPFC2D& &PFC3D上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 主要内容主要内容nFLAC软件简介软件简介nFLAC3D软件简介软件简介nUDEC软件简介软件简介n3DEC软件简介软件简介nPFC2D& &PFC3D上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) Tel:021-

3、54973162 Faxwww.CnT uFast Lagrangian Analysis of Continuau美国美国Itasca咨询公司开发咨询公司开发2D程序程序(1986)u1990年代初引入中国年代初引入中国u有限差分法有限差分法(FDM)uFLAC & FLAC/SLOPEFLAC简介简介上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC简介简介 FLAC(Fast La

4、grangian Analysis of Continua)是一个利用显式有限差分方法求解的岩土、是一个利用显式有限差分方法求解的岩土、采矿工程中进行分析和设计的二维连续介质程序，主要用采矿工程中进行分析和设计的二维连续介质程序，主要用于模拟土、岩、或其他材料的非线性力学行为，可以解决于模拟土、岩、或其他材料的非线性力学行为，可以解决众多有限元程序难以模拟的复杂的工程问题，例如大变形、众多有限元程序难以模拟的复杂的工程问题，例如大变形、大应变、非线性及非稳定系统大应变、非线性及非稳定系统( (甚至大面积屈服甚至大面积屈服/ /失稳或完失稳或完全塌方全塌方) )等问题。等问题。上海市徐汇区宜山路

5、上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 基本功能和特征基本功能和特征l允许介质出现大应变和大变形允许介质出现大应变和大变形; ; lInterface 单元可以模拟连续介质中的界面，并允许界面发单元可以模拟连续介质中的界面，并允许界面发生滑生滑 动和张开动和张开; ;l显式计算方法，能够为非稳定物理过程提供稳定解，直观反映显式计算方法，能够为非稳定物理过程提供稳定解，直观反映岩土体工程中的破坏岩土体工程中的破坏; ;l地下水流动与

6、力学计算完全耦合地下水流动与力学计算完全耦合( (包括负孔隙水压，非饱和流及包括负孔隙水压，非饱和流及相界面计算相界面计算););l采用结构加固单元模拟加固措施，例如衬砌、锚杆、桩基等；采用结构加固单元模拟加固措施，例如衬砌、锚杆、桩基等； 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 基本功能和特征基本功能和特征l材料模型库材料模型库( (例如：弹性模型、莫尔库仑塑性模型、任意各向异例如：弹性模型、莫尔库仑塑性模型、

7、任意各向异性模型、双屈服模型、粘性及应变软化模型性模型、双屈服模型、粘性及应变软化模型););l预定义材料性质，用户也可增加他们自己的材料性质设定并储预定义材料性质，用户也可增加他们自己的材料性质设定并储存到数据库中存到数据库中; ;l一系列可选择模块，包括：热力学模块、流变模块、动力学模一系列可选择模块，包括：热力学模块、流变模块、动力学模块、二相流模块等，用户还可用块、二相流模块等，用户还可用C+C+建立自己的模型建立自己的模型; ;l边坡稳定系数计算满足边坡设计的要求边坡稳定系数计算满足边坡设计的要求; ;l用户可用内部语言用户可用内部语言(FISH)(FISH)增加自己定义的各种特性增

8、加自己定义的各种特性( (如：新的本如：新的本构模型，新变量或新命令构模型，新变量或新命令; ;上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 连续体大应变模拟连续体大应变模拟界面单元用已代表不连续接触界面可能出现的完全界面单元用已代表不连续接触界面可能出现的完全不连续性质的张开和滑动，因此可以模拟断层、节不连续性质的张开和滑动，因此可以模拟断层、节理和摩擦边界等理和摩擦边界等显式求解模式可以获得不稳定物理过程的稳定解显

9、式求解模式可以获得不稳定物理过程的稳定解材料模型材料模型: : “空空（null）” ” 模型；模型；三种弹性模型（各向同性、横观各向异性、和正交各三种弹性模型（各向同性、横观各向异性、和正交各向异性）；向异性）；七种非线性模型七种非线性模型( (Drucker-Prager、 Mohr-Coulomb、 应变硬化及应变软化、应变硬化及应变软化、 节理化、双线性应变硬化节理化、双线性应变硬化/ /软化节理化、双屈服、软化节理化、双屈服、 修正的修正的 Cam-clay模型模型) )任何参数指标的连续变化或统计分布的模拟任何参数指标的连续变化或统计分布的模拟软件优势软件优势上海市徐汇区宜山路上海

10、市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 软件优势软件优势外接口编程语言外接口编程语言 (FISH)允许用户添加用户自定义功能允许用户添加用户自定义功能方便的边界定义和初始条件定义方式方便的边界定义和初始条件定义方式可定义水位线可定义水位线/ /面进行有效应力计算面进行有效应力计算地下水渗流计算以及完全的应力场渗流场偶合计算地下水渗流计算以及完全的应力场渗流场偶合计算( (含负孔隙含负孔隙压力、非饱和流、井压力、非饱和流、井) )结构单

11、元如隧道衬砌、桩、壳、梁锚杆、锚索、土工织物及其结构单元如隧道衬砌、桩、壳、梁锚杆、锚索、土工织物及其组合可以模拟不同的加固手段及其与围岩（土体）的相互作用组合可以模拟不同的加固手段及其与围岩（土体）的相互作用开挖直立坡的喷射混凝土墙开挖直立坡的喷射混凝土墙加土钉加固的模拟加土钉加固的模拟上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 自选模块功能自选模块功能自选模块包括自选模块包括: : 热和热力学分析模块热和热力学分

12、析模块; ; 流变计算模块流变计算模块; ; 动力分析模块实现真时间历程的瞬时动力响应模拟；动力分析模块实现真时间历程的瞬时动力响应模拟； 用用C+编写的用户自定义本构模块编写的用户自定义本构模块抗滑桩支护码头的土体液化破坏加（下）和不加（上）土工织物土坡的潜在破坏特征软件优势软件优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 固固液两相介质耦合液两相介质耦合坝基饱和稳定流隧道围岩中的非饱和稳定流FLAC实现了固液两

13、相介质的渗流场和应力场的完全耦合计算功能应用功能应用上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 岩土体工程加固岩土体工程加固B = 2m1mosv = 0.25kPasv = 2.50kPasv = 12.50kPasv = 0.0kPa不同荷载作用下土体中土工织物的变形特征桩、梁、杆/索、壳、膜等不同基本形式的基本加固单元及其组合构成灵活多样的加固措施，实现对工程中多种加固的模拟隧道衬砌的加固效果模拟功能应用功能应

14、用上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 动力动力水力学耦合问题水力学耦合问题地震14秒后的速度场此时的最大变位高达3m，几何形态出现宏观破坏迎水坡迎水坡0.00.81.01.202468101214time (sec)pore pressure ratio地震引起水压力变化并导致的坝坡破坏所有的ITASCA软件都可以实现动力问题的真时间历程求解，动力荷载的方式几乎可以任意，比如现象监测到的震（

15、振）速时间离散数据功能应用功能应用上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 热热力力学学问问题题Spent Fuel& Cast insertBufferOut shellFuel partCaskBackfillBufferRock7m3m1m3m1.5m1m5m0.5m12345678910111201000m地下500m深度处核废料处理时热能引起的结构破裂和围岩变形问题研究功能应用功能应用上海市徐汇区宜山路上

16、海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 主要内容主要内容nFLAC软件简介软件简介nFLAC3D软件简介软件简介nUDEC软件简介软件简介n3DEC软件简介软件简介nPFC2D&PFC3D上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC3D简介简介 F

17、LAC3D (Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis of Continua) 是美国是美国Itasca Consulting Goup lnc开开发的三维快速拉格朗日分析程序，该程序能较好地模拟地质材料在达发的三维快速拉格朗日分析程序，该程序能较好地模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生的破坏或塑性流动的力学行为，特别适到强度极限或屈服极限时发生的破坏或塑性流动的力学行为，特别适用于分析渐进破坏和失稳以及模拟大变形。用于分析渐进破坏和失稳以及模拟大变形。版本版本: DOS版版2.0 2.1 3.0上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路51551

18、5号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC3D简介简介n应用：应用：岩土力学分析，例矿体滑坡、煤矿开采沉陷预测、水岩土力学分析，例矿体滑坡、煤矿开采沉陷预测、水利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究等利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究等岩土工程、采矿工程、水利工程、地质工程岩土工程、采矿工程、水利工程、地质工程 n特色：特色：大应变模拟大应变模拟完全动态运动方程使得完全动态运动方程使得FLAC3D在模拟物理上的不稳定在模拟物理上的不稳定过程不存

19、在数值上的障碍过程不存在数值上的障碍 显示求解具有较快的非线性求解速度显示求解具有较快的非线性求解速度上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 有限差分法有限差分法n古老的方法古老的方法( (上世纪上世纪4040年代年代) )n用差分格式转化控制方程中的微商格式用差分格式转化控制方程中的微商格式n流体力学；土工渗流问题；固结流体力学；土工渗流问题；固结nFDM & FEM的混合求解的混合求解nFDM的新进展的新进展

20、上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT Lagrangian网格网格n源自流体力学中的拉格朗日法源自流体力学中的拉格朗日法跟踪流体质点的运动状态跟踪流体质点的运动状态跟踪固体力学中结点，按时步用跟踪固体力学中结点，按时步用Lagrangian法研究网格节点的运动法研究网格节点的运动n节点和单元随材料移动，边界和接触面与节点和单元随材料移动，边界和接触面与单元的边缘一致单元的边缘一致n固体力学大变形理论固体力学大变

21、形理论法国数学家、物理学家拉格朗日 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 空间混合离散技术空间混合离散技术n结构域离散为可由四面体单元组合形成的五面体或六面结构域离散为可由四面体单元组合形成的五面体或六面体等单元体等单元n以以 为基本单元为基本单元( (常应力、常应变常应力、常应变) )n体应变的计算：体应变的计算：n偏应变的计算：偏应变的计算：上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广

22、场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC3D的求解过程的求解过程平衡方程(动量方程)应力应变关系(本构模型)GaussGauss定律定律单元积分单元积分应变率应变率速度速度节点力节点力新的应力新的应力对所有的网格节点对所有的网格节点对所有单元对所有单元上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT

23、 FLAC3D中的本构模型中的本构模型n开挖模型开挖模型null n3 3个弹性模型个弹性模型各向同性弹性各向同性弹性横观各向同性弹性横观各向同性弹性正交各向同性弹性正交各向同性弹性 n8 8个塑性模型（个塑性模型（Drucker-Prager模型、模型、Morh-Coulomb模型、应变硬化模型、应变硬化/ /软化模型、遍布节理模型、软化模型、遍布节理模型、双线性应变硬化双线性应变硬化/ /软化遍布节理模型、修正剑桥模型软化遍布节理模型、修正剑桥模型和和胡克布朗模型胡克布朗模型） 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (20

24、0233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC3D中的本构模型中的本构模型上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC3D的前后处理的前后处理n命令驱动命令驱动( (推荐推荐) )程序控制程序控制图形界面接口图形界面接口计算模型输出计算模型输出指定本构模型及参数指定本构模型及参数指定初始条件及边界条件，指定结构单元指定初始条件及边界条件

25、，指定结构单元指定接触面指定接触面指定自定义变量及函数指定自定义变量及函数( (FISH) )求解过程的变量跟踪求解过程的变量跟踪进行求解进行求解模型输出模型输出上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 前后处理功能的优点前后处理功能的优点n多种多种zone类型类型n后处理快捷、方便、丰富后处理快捷、方便、丰富n计算过程中的计算过程中的hist变量动态显示变量动态显示nFISH可进行参数化模型设计可进行参数化模型设

26、计n单元状态的可编程单元状态的可编程n计算暂停时的后处理与可保存计算暂停时的后处理与可保存上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT FLAC3D动力分析特点动力分析特点n完全非线性分析完全非线性分析n遵循任何指定的非线性本构关系遵循任何指定的非线性本构关系 n不同频率间会出现干涉和混合不同频率间会出现干涉和混合 n模拟不可恢复的位移和模拟不可恢复的位移和永久变形永久变形 n合适的塑性理论，塑性应变增量与应力有关合适

27、的塑性理论，塑性应变增量与应力有关 n易进行不同本构模型的对比分析易进行不同本构模型的对比分析 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 动力荷载动力荷载n动力输入的类型动力输入的类型加速度时程加速度时程速度时程速度时程应力应力( (压力压力) )时程时程力时程力时程nAPPLY INTERIOR ( (内部内部) )TABLEFISH上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号

28、楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 动力边界条件动力边界条件n静态静态( (quiet, ,粘性粘性) )边界边界Lysmer and Kuhlemeyer(1969) 模型边界法向和切向设置独立的阻尼器模型边界法向和切向设置独立的阻尼器 n自由场自由场( (free field) )边界边界Cundall et al. (1980)自由场网格与主体网格的耦合粘性阻尼器，自由场网格的不平衡自由场网格与主体网格的耦合粘性阻尼器，自由场网格的不平衡力施加到主体网格边界上力施加到主体网格边界上

29、设置条件设置条件n底部水平，重力方向为底部水平，重力方向为z z向向n侧面垂直，法向分别为侧面垂直，法向分别为x, yx, y向向n其他边界条件在其他边界条件在APPLY ffAPPLY ff之前之前上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 二次开发环境二次开发环境nFLAC3D采用面向对象的语言标准采用面向对象的语言标准C+编写编写n本构模型都是以动态连接库文件本构模型都是以动态连接库文件(.DLL文件文件)的形

30、式提供的形式提供nVC+6.0(SP4)或更高版本的开发环境或更高版本的开发环境n优点优点自定义的本构模型和软件自带的本构模型的执行效率自定义的本构模型和软件自带的本构模型的执行效率处在同一个水平处在同一个水平 自定义本构模型自定义本构模型(.DLL文件文件)适用于高版本的适用于高版本的FLAC(2D)、3DEC、UDEC等其他等其他Itasca软件中软件中上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 自定义本构模型的

31、功能自定义本构模型的功能n主要功能：对给出的应变增量得到新的应力主要功能：对给出的应变增量得到新的应力n辅助功能：辅助功能：模型名称、版本模型名称、版本读写操作读写操作n模型文件的编写模型文件的编写基类基类(class Constitutive Model)的描述的描述成员函数的描述成员函数的描述模型的注册模型的注册模型与模型与FLAC3D之间的信息交换之间的信息交换模型状态指示器的描述模型状态指示器的描述 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFax:021

32、-54973163 www.CnT FLAC3D中的结构单元中的结构单元n有限单元有限单元n梁梁(beam)单元单元n锚索锚索(cable)单元单元n桩桩(pile)单元单元锚杆锚杆: : rockbolt onn壳壳(shell)单元单元n格栅格栅(geogrid)单元单元土工织物；土工布土工织物；土工布n初衬初衬(liner)单元单元beamcablepileshellgeogridliner上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFax:021-54973

33、163 www.CnT 主要内容主要内容nFLAC软件简介软件简介nFLAC3D软件简介软件简介nUDEC软件简介软件简介n3DEC软件简介软件简介nPFC2D&PFC3D上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT UDEC简介简介n功能强大：功能强大：UDEC采用显式差分方法求解，实现对物理非稳定问题采用显式差分方法求解，实现对物理非稳定问题的稳定求解，可以追踪记录破坏过程和模拟结构的大范的稳定求解，可以追踪记录破

34、坏过程和模拟结构的大范围破坏。围破坏。n运行控制：运行控制： UDEC可以在所有的可以在所有的windows环境下安装运行，利用环境下安装运行，利用标准输出窗口（如记事本）进行命令流操作。多种材料标准输出窗口（如记事本）进行命令流操作。多种材料模型，全动态能力和快速高分辨率图形能力方便建模进模型，全动态能力和快速高分辨率图形能力方便建模进程。包括动画电影在内的多种图形捕捉和输出功能，用程。包括动画电影在内的多种图形捕捉和输出功能，用户可以利用内置户可以利用内置FISH语言而最大程度地控制模型运行。语言而最大程度地控制模型运行。上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场

35、1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT UDEC简介简介n应用广泛：应用广泛：UDEC是帮助采矿和岩土工程师进行分析和设计高级是帮助采矿和岩土工程师进行分析和设计高级非连续介质程序。非连续介质程序。UDEC可以模拟节理岩体介质在准可以模拟节理岩体介质在准静态或动态荷载作用下的反应。不仅可以模拟接触的静态或动态荷载作用下的反应。不仅可以模拟接触的脱离，也可以侦察新接触的产生和模拟新产生的接触脱离，也可以侦察新接触的产生和模拟新产生的接触的力学行为。的力学行为。 n性能独特：性能独特

36、：UDEC针对岩体不连续问题开发，模拟非连续介质在静针对岩体不连续问题开发，模拟非连续介质在静/ /动态荷载作用下的反应、包括块体间的完全脱离。动态荷载作用下的反应、包括块体间的完全脱离。 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT UDEC简介简介n实验检验：实验检验：UDEC已经在工程、咨已经在工程、咨询、教学和研究中应用询、教学和研究中应用了近二十年，用户遍布了近二十年，用户遍布世界世界3030多个国家。应用多

37、个国家。应用领域包括涵盖采矿、土领域包括涵盖采矿、土木、石油、和废料隔离木、石油、和废料隔离等，是非连续岩石力学等，是非连续岩石力学与结构问题的首选分析与结构问题的首选分析程序。程序。 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT UDEC基本特征基本特征p用多边形或多面体的块体组合模拟非连续介质体，其用多边形或多面体的块体组合模拟非连续介质体，其中的块体可以是刚体或也可以是变形体，块体之间的中的块体可以是刚体或也可以

38、是变形体，块体之间的接触面可以发生滑移甚至完全的脱开，块体之间可以接触面可以发生滑移甚至完全的脱开，块体之间可以发生新的接触；发生新的接触；p接触面沿法向和切向的运动由线性和非线性力接触面沿法向和切向的运动由线性和非线性力- -位移关位移关系控制；系控制；p材料模型包括弹性、各向异性、莫尔库仑、材料模型包括弹性、各向异性、莫尔库仑、Drucker-Prager、双线性塑性、应变软化、蠕变等，用户可以、双线性塑性、应变软化、蠕变等，用户可以自定义介质的本构关系；自定义介质的本构关系；上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200

39、233)(200233) TelFaxwww.CnT UDEC基本特征基本特征p动力学和热力学模块帮助实现对动力和热力学问题的动力学和热力学模块帮助实现对动力和热力学问题的模拟，吸收边界反射波和进行波输入的处理方式实现模拟，吸收边界反射波和进行波输入的处理方式实现完全动力学分析；完全动力学分析；p可以实现分步开挖、分步回填（浇筑）、分步加固的可以实现分步开挖、分步回填（浇筑）、分步加固的施工过程完全仿真模拟；施工过程完全仿真模拟；p矿体矿体p提供广泛的工具进行屏幕输出，包括：观看节理结构提供广泛的工具进行屏幕输出，包括：观看节理结构( (

40、与块体结构隔离与块体结构隔离) )的流览工具、在接触面绘制矢量和的流览工具、在接触面绘制矢量和等值线；可以对高分辨率屏幕图像和绘图单元进行互等值线；可以对高分辨率屏幕图像和绘图单元进行互动操作，用多种工业标准格式进行图形输出，电影浏动操作，用多种工业标准格式进行图形输出，电影浏览工具可进行动画显示；览工具可进行动画显示； 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT UDEC基本特征基本特征p内置前处理工具包括内置前处

41、理工具包括AutoCAD前处理器、隧道生成器、前处理器、隧道生成器、基于统计的节理组生成器；基于统计的节理组生成器；p用内用内/ /外区域耦合和自动径向分级网格生成来模拟外区域耦合和自动径向分级网格生成来模拟“无限无限域域” ” 问题；问题；p地下水可以处理成裂隙水或孔隙水、静态或流态地下水可以处理成裂隙水或孔隙水、静态或流态(UDEC)形式；形式；p结构加固单元包括锚杆、锚索、梁、和衬砌结构加固单元包括锚杆、锚索、梁、和衬砌 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) Tel:021-549731

42、62 Faxwww.CnT 主要内容主要内容nFLAC软件简介软件简介nFLAC3D软件简介软件简介nUDEC软件简介软件简介n3DEC软件简介软件简介nPFC2D&PFC3D上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 3DEC 是基于离散模型的显式单元法的三维的计算机数是基于离散模型的显式单元法的三维的计算机数值程序。它是在值程序。它是在UDEC(Itasca1996 )程序的基础上发展

43、起来程序的基础上发展起来的。的。3DEC用来模拟在者静态或动态的载荷作用下的离散介用来模拟在者静态或动态的载荷作用下的离散介质质( (如节理岩体如节理岩体) )的力学反应。的力学反应。 3DEC主要被用于岩石工程分析设计中主要被用于岩石工程分析设计中, ,其应用范围从岩其应用范围从岩石边坡失稳的发展研究到地下工程挖掘和岩石地基工程中节石边坡失稳的发展研究到地下工程挖掘和岩石地基工程中节理岩体，断层，层理等结构影响的模拟估算。理岩体，断层，层理等结构影响的模拟估算。3DEC是研究是研究直接由于存在不连续特点而引起潜在失稳定的理想方法。直接由于存在不连续特点而引起潜在失稳定的理想方法。 3DEC简

44、介简介上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 1 1、岩体被认为是刚性块或可变形块的、岩体被认为是刚性块或可变形块的3D集合；集合；2 2、不连续面被认为是块体相互作用得的边界；节理的力学行、不连续面被认为是块体相互作用得的边界；节理的力学行为就是描述这些相互的作用。为就是描述这些相互的作用。 3 3、能在统计基础上生成连续或不连续的节理模式，、能在统计基础上生成连续或不连续的节理模式， 能根据能根据地质学地图在

45、模型中直接建立节理模型。地质学地图在模型中直接建立节理模型。4 4、3DEC使用显式时间递步法，适应大变形和旋转的工程计使用显式时间递步法，适应大变形和旋转的工程计算。算。 5 5、3DEC提供的图形界面允许用户对模型进行交互式操纵。提供的图形界面允许用户对模型进行交互式操纵。3DEC主要特征主要特征上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 非连续介质材料被处理成非连续介质材料被处理成四面体四面体(3DEC)的集合

46、体，的集合体，块体可以是可变行体，也块体可以是可变行体，也可以是刚体可以是刚体不连续面被处理成块体之不连续面被处理成块体之间的接触边界间的接触边界块体沿不连续面的运动在块体沿不连续面的运动在法向和切向服从线性或非法向和切向服从线性或非线性的力位移关系线性的力位移关系石拱桥的坍塌功能和优势功能和优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 材料模型包括：线弹性、各材料模型包括：线弹性、各向异性、向异性、 Mohr-C

47、oulomb、 Drucker- Prager、双线性塑、双线性塑性、应变软化、流变、和用性、应变软化、流变、和用户自定义户自定义“空空（Null）”材料块用于材料块用于模拟开挖回填过程模拟开挖回填过程有效应力和孔隙水力坡度计有效应力和孔隙水力坡度计算算结构面渗流、渗流结构面渗流、渗流应力偶应力偶合计算合计算重力坝坝基节理岩体渗流场和应力场偶合计算功能和优势功能和优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 结构单

48、元逻辑描述了结构单元逻辑描述了: : 结构面的局部加固（结构面的局部加固（只加固结构面）只加固结构面）; ; cable单元可以模拟沿单元可以模拟沿锚固体全长范围内的剪锚固体全长范围内的剪切作用切作用; ; 表面加固如喷射混凝表面加固如喷射混凝土和衬砌土和衬砌顶部块体的锚固支护功能和优势功能和优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 广泛的屏幕显示和输出广泛的屏幕显示和输出功能功能: : 单独显示节理等结构单独

49、显示节理等结构面面 结构面计算结果的矢结构面计算结果的矢量和等值线绘制量和等值线绘制; ; 高清晰度的屏幕交互高清晰度的屏幕交互操作功能操作功能; ; 符合工业标准的图形符合工业标准的图形输出方式输出方式塔稳定性的动力响应分析功能和优势功能和优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 3DEC 的预处理器可的预处理器可以直接读取以直接读取AutoCAD文件、转化成文件、转化成3DEC数数据文件生成四面体；据文件生

50、成四面体；隧道生成器、统计分隧道生成器、统计分布节理生成器、电影布节理生成器、电影播放器等内置功能满播放器等内置功能满足不同需要足不同需要 利用内外域偶合功能利用内外域偶合功能模拟无限域问题模拟无限域问题交叉弧形拱的破坏模式功能和优势功能和优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 系统的真时间历程瞬时动力系统的真时间历程瞬时动力响应模拟响应模拟内置热源的热和热力学问题内置热源的热和热力学问题模拟模拟衬砌单元逻辑

51、和有限元块体衬砌单元逻辑和有限元块体使得使得3DEC可以模拟易弯曲可以模拟易弯曲的薄型结构的薄型结构用户可以用户可以C+编写自己的本编写自己的本构模型作用程序的动态链接构模型作用程序的动态链接库库（DLL）被调用被调用 利用有线元块体对拱坝的模拟功能和优势功能和优势上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 主要内容主要内容nFLAC软件简介软件简介nFLAC3D软件简介软件简介nUDEC软件简介软件简介n3DEC软

52、件简介软件简介nPFC2D&PFC3D上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT PFC（Particle Flow Code）是利用显式差分算法和是利用显式差分算法和离散元理论开发的微离散元理论开发的微/ /细观力学程序，它是从介质的基本粒细观力学程序，它是从介质的基本粒子结构的角度考虑介质的基本力学特性，并认为给定介质的子结构的角度考虑介质的基本力学特性，并认为给定介质的在不同应力条件下的基本特性主要取决粒子之间

53、接触状态的在不同应力条件下的基本特性主要取决粒子之间接触状态的变化，适用研究粒状集合体的破裂和破裂发展问题、以及颗变化，适用研究粒状集合体的破裂和破裂发展问题、以及颗粒的流动（大位移）问题。粒的流动（大位移）问题。 PFC是以介质内部结构为基本单元（颗粒和接触）、从介是以介质内部结构为基本单元（颗粒和接触）、从介质结构力学行为角度研究介质系统的力学特征和力学响应。质结构力学行为角度研究介质系统的力学特征和力学响应。PFC中有效的接触探测方式和显式求解方法保证可以精确快中有效的接触探测方式和显式求解方法保证可以精确快速地进行大量不同类型问题的模拟速地进行大量不同类型问题的模拟从快速流动到坚硬固体

54、从快速流动到坚硬固体的脆性断裂。的脆性断裂。 PFC2D&PFC3D简介简介上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 基本特征基本特征n应用广泛：应用广泛：PFC是高级非连续介质程序，适用于任何需要考虑大应变和是高级非连续介质程序，适用于任何需要考虑大应变和/ /或或破裂、破裂发展、以及颗粒流动问题。在岩土体工程中可以用来破裂、破裂发展、以及颗粒流动问题。在岩土体工程中可以用来研究结构开裂、堆石材料特性和稳定性、矿

55、山崩落开采、边坡解研究结构开裂、堆石材料特性和稳定性、矿山崩落开采、边坡解体、爆破冲击等一系列传统数值方法难以解决的问题。体、爆破冲击等一系列传统数值方法难以解决的问题。 n性能独特：性能独特：PFC采用的显式求解方式为不稳定物理过程提供稳定解。它通过采用的显式求解方式为不稳定物理过程提供稳定解。它通过模拟介质系统内部颗粒间接触状态的变化精确描述介质的非线性模拟介质系统内部颗粒间接触状态的变化精确描述介质的非线性特征，这一固有特性使特征，这一固有特性使PFCPFC成为同类程序中唯一的商业软件。成为同类程序中唯一的商业软件。 上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515号环线广场号环线广场1

56、 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 程序功能程序功能n介质的性质受颗粒和接触基本特性控制，颗粒半径服从连介质的性质受颗粒和接触基本特性控制，颗粒半径服从连续分布函数；续分布函数；n采用双精度存储颗粒坐标和半径，保证计算精度；采用双精度存储颗粒坐标和半径，保证计算精度；n“接触接触”的的 物理模型由线性弹簧或简化的物理模型由线性弹簧或简化的Hertz-Mindlin、库仑滑移、接触或平行链接等模型组成；库仑滑移、接触或平行链接等模型组成；n凝块模型支持凝块模型支持“奴化奴化” ”

57、 颗粒或凝块的创建，凝块体可以作颗粒或凝块的创建，凝块体可以作为普通形状为普通形状“超级颗粒超级颗粒” ” 使用，模拟介质内部结构的几何使用，模拟介质内部结构的几何非均匀性；非均匀性；n可指定任意方向线段为带有自身接触性质的墙体，普通的可指定任意方向线段为带有自身接触性质的墙体，普通的墙体为几何实体，可以作为模型边界使用；墙体为几何实体，可以作为模型边界使用；n “ “蜂房蜂房” ” 映射逻辑的使用确保了解题时间与系统颗粒数映射逻辑的使用确保了解题时间与系统颗粒数目呈线性目呈线性( (而非指数而非指数) )增长，节省运算时间；增长，节省运算时间；上海市徐汇区宜山路上海市徐汇区宜山路515515

58、号环线广场号环线广场1 1号楼号楼2222层层G G座座 (200233)(200233) TelFaxwww.CnT 程序功能程序功能n模拟过程中颗粒和墙体可以随时增减，反映介质和边界条件模拟过程中颗粒和墙体可以随时增减，反映介质和边界条件的变化；的变化；n动力、热力、流体求解功能满足求解不同工程问题的需要；动力、热力、流体求解功能满足求解不同工程问题的需要；n并行求解满足大型问题计算要求；并行求解满足大型问题计算要求；n计算过程中可以进行能量跟踪，包括体功、链接能、边界功、计算过程中可以进行能量跟踪，包括体功、链接能、边界功、摩擦功、动能、应变能，满足特定分析需要；摩擦功、动能、应变能，满足特定分析需要；n矿山崩落开采过程模拟矿山崩落开采过程模拟n可以在任意多个环形域量测平均应力、应变率、和空隙率；可以在任意多个环形域量测平均应力、应变率、和空隙率；n可以实时追踪所有变量并能存储起来和可以实