FLAC/FLAC3D 基础与工程实例1 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章FLAC、 FLAC3D的功能与特性1

1.1 FLAC/FLAC3D简介1

1.2 FLAC/FLAC3D的主要特点2

1.2.1 FLAC/FLAC3D的使用特征2

1.2.2 FLAC/FLAC3D的计算特征2

1.2.3 FLAC/FLAC3D的求解流程3

1.3 FLAC/FLAC3D的应用范围3

1.4 FLAC/FLAC3D的不足5

第2章FLAC3D快速入门6

2.1初识FLAC3D6

2.1.1图形界面6

2.1.2分析的基本组成部分7

2.1.3简单分析命令概要8

2.1.4文件类型9

2.1.5结果输出10

2.2简单示例11

2.3收敛标准13

2.3.1常用收敛标准14

2.3.2自定义收敛标准14

2.4求解过程中有关变量的解释14

2.4.1不平衡力14

2.4.2网格节点速度15

2.4.3塑性区标识16

2.4.4历时曲线17

2.5本章小结17

第3章FLAC快速入门18

3.1概述18

3.1.1使用界面介绍18

3.1.2网格和节点20

3.1.3修改程序内存21

3.2一个简单的实例22

3.2.1问题描述22

3.2.2启动FLAC22

3.2.3建立网格23

3.2.4定义材料23

3.2.5定义边界条件25

3.2.6重力设置26

3.2.7初始应力计算26

3.2.8保存状态文件26

3.2.9查看初始应力计算结果27

3.2.10查看最大不平衡力29

3.2.11实施开挖30

3.2.12设置历史变量31

3.2.13开挖计算并保存32

3.2.14后处理32

3.3文件系统34

3.3.1 prj文件34

3.3.2 sav文件34

3.3.3 dat文件34

3.3.4 fis文件35

3.3.5 tmp文件35

3.4功能模块介绍36

3.4.1 Build选项卡——建立网格36

3.4.2 Alter选项卡——修改网格37

3.4.3 Material选项卡——材料赋值37

3.4.4 In-situ选项卡——初始条件和边界条件38

3.4.5 Structure选项卡——结构单元38

3.4.6 Utility选项卡——应用功能38

3.4.7 Settings选项卡——计算设置39

3.4.8 Plot选项卡——后处理39

3.4.9 Run选项卡——求解40

3.5应用实例——路堤堆载的模拟40

3.5.1问题描述41

3.5.2建立网格41

3.5.3材料赋值43

3.5.4边界条件44

3.5.5初始应力计算44

3.5.6路堤堆载的模拟45

3.5.7后处理45

3.6本章小结47

第4章 计算原理与本构模型48

4.1计算基本原理48

4.1.1有限差分法48

4.1.2混合离散法49

4.1.3求解过程50

4.2本构模型52

4.2.1空模型52

4.2.2弹性模型52

4.2.3塑性模型52

4.2.4本构模型的选择53

4.2.5本构模型的执行方式54

4.3本章小结55

第5章FLAC3D的网格建模方法56

5.1网格生成器及应用56

5.1.1基本形状网格的特征56

5.1.2基本形状网格的建立58

5.1.3基本形状网格的连接与分离64

5.1.4 FISH在网格建模中的应用65

5.1.5应用实例——层状边坡三维网格的生成66

5.2其他软件的网格导入70

5.2.1 FLAC3D的网格单元数据形式70

5.2.2与其他软件的导入接口——以ABAQUS为例72

5.3本章小结73

第6章FLAC3D的后处理74

6.1概述74

6.2基本后处理功能74

6.2.1 PLOT命令的格式75

6.2.2 PLOT图形的输出76

6.2.3初始应力计算结果的后处理77

6.2.4查看施加荷载后计算结果的后处理80

6.3其他软件的后处理——Tecplot91

6.4本章小结94

第7章 初始地应力场的生成及应用95

7.1初始地应力场生成方法95

7.1.1弹性求解法95

7.1.2更改强度参数的弹塑性求解法97

7.1.3分阶段弹塑性求解法98

7.2几个简单的例子98

7.2.1设置初始应力的弹塑性求解98

7.2.2存在静水压力的初始地应力场生成99

7.2.3水下建筑物的初始应力场生成102

7.2.4深埋工程的初始应力场生成103

7.3应用实例——路基施工过程模拟106

7.3.1问题描述106

7.3.2模型建立107

7.3.3初始应力计算108

7.3.4施工过程模拟109

7.3.5绘制沉降曲线113

7.4本章小结116

第8章FISH语言117

8.1两个问题117

8.2从最简单的程序开始118

8.3基本知识119

8.3.1函数与变量119

8.3.2数据类型119

8.4主要语句120

8.4.1选择语句120

8.4.2条件语句120

8.4.3循环语句121

8.4.4命令语句122

8.5内置变量与函数122

8.5.1变量与函数的类型122

8.5.2单元遍历与节点遍历122

8.6应用实例123

8.6.1让土体的模量随小主应力变化123

8.6.2分级加载的施加与监测124

8.6.3获得最大位移的大小及发生位置126

8.6.4得到主应力差云图127

8.7编程与查错技巧128

8.7.1编程技巧128

8.7.2查错方法129

8.8本章小结129

第9章 接触面130

9.1概述130

9.2基本理论131

9.2.1 FLAC3D中接触面的基本理论131

9.2.2 FLAC中的接触面理论132

9.3 FLAC3D接触面几何模型的建立134

9.3.1移来移去法134

9.3.2导来导去法136

9.3.3切割模型法139

9.3.4建立接触面存在的问题139

9.4 FLAC接触面几何模型的建立142

9.5接触面参数的选取143

9.5.1接触面参数的确定143

9.5.2接触面参数的影响144

9.6单桩静荷载试验模拟146

9.7水下接触面上的水压力设置问题148

9.7.1问题描述149

9.7.2分析流程149

9.7.3结果分析与讨论151

9.8与接触面有关的常用命令152

9.9本章小结153

第10章 结构单元及应用154

10.1概述154

10.1.1基本术语155

10.1.2几何模型的建立157

10.1.3结构单元的连接161

10.1.4边界条件与初始条件162

10.1.5局部坐标系与符号约定162

10.2结构单元的基本原理163

10.2.1梁（beam）单元163

10.2.2锚索（cable）单元164

10.2.3桩（pile）单元167

10.2.4壳（shell）单元170

10.2.5土工格栅（geogrid）单元171

10.2.6初衬（liner）单元172

10.3后处理173

10.3.1结构节点的输出信息及历史变量174

10.3.2结构构件的输出信息及历史变量174

10.4应用实例174

10.4.1使用梁单元进行开挖支护174

10.4.2关于预应力锚杆的模拟176

10.4.3结构单元的动力响应179

10.5关于群桩分析思路的讨论181

10.6本章小结181

第11章 流-固相互作用分析182

11.1概述182

11.2流固相互作用的两种计算模式183

11.2.1无渗流模式183

11.2.2渗流模式186

11.3流体分析的参数和单位187

11.3.1渗透系数187

11.3.2密度187

11.3.3流体模量188

11.3.4孔隙率189

11.3.5饱和度190

11.3.6流体的抗拉强度190

11.4流体边界条件190

11.4.1透水边界与不透水边界190

11.4.2其他渗流条件192

11.4.3关于流体边界条件的讨论192

11.5流体问题的求解193

11.5.1时标（Time scale）193

11.5.2完全耦合分析方法的选择194

11.5.3固定孔压分析（有效应力分析）196

11.5.4单渗流分析建立孔压分布196

11.5.5.无渗流——力学引起的孔压197

11.5.6流固耦合分析199

11.6应用实例203

11.6.1心墙土坝的渗流203

11.6.2真空预压的简单模拟206

11.7本章小结209

第12章 非线性动力反应分析210

12.1概述210

12.1.1与等效线性方法的关系211

12.1.2 FLAC3D动力计算采用的本构模型212

12.2动力时间步212

12.3动态多步213

12.4动力荷载和边界条件217

12.4.1动力荷载的类型与施加方法217

12.4.2边界条件的设置218

12.4.3地震荷载的输入225

12.5力学阻尼225

12.5.1瑞利阻尼（Rayleigh damping）225

12.5.2局部阻尼（Local damping）229

12.5.3滞后阻尼（Hysteretic damping）231

12.5.4关于阻尼设置的一些讨论233

12.6网格尺寸的要求234

12.7输入荷载的校正234

12.7.1滤波234

12.7.2基线校正234

12.8动孔压模型与土体的液化235

12.9完全非线性动力耦合分析步骤236

12.10应用实例——振动台液化试验模拟237

12.10.1计算模型及参数237

12.10.2计算过程238

12.10.3计算结果与分析241

12.11本章小结241

第13章 自定义本构模型242

13.1自定义本构模型的实现242

13.2模型运行方法243

13.2.1编译项目244

13.2.2创建一个新的项目244

13.2.3选择Release/Debug编译选项244

13.2.4改变输出文件名为自定义的DLL245

13.2.5在项目中添加用户自定的源文件和头文件245

13.3以Mohr-Coulomb模型为例245

13.3.1头文件（usermohr.h）246

13.3.2 C++源文件（usermohr.cpp）247

13.4开发实例—— Duncan-Chang模型的开发253

13.4.1理论描述253

13.4.2开发流程254

13.4.3调试与验证259

13.5本章小结263

第14章 边坡安全系数求解265

14.1强度折减法265

14.1.1基本原理265

14.1.2实现过程266

14.2应用实例266

14.2.1安全系数求解267

14.2.2自编强度折减法的实现272

14.3强度折减法评述及使用建议275

14.3.1强度折减法评述275

14.3.2强度折减法使用建议275

14.4本章小结276

第15章 冰碛土边坡稳定性研究277

15.1概述277

15.2边坡工程地质模型278

15.3冰碛土抗剪强度参数研究279

15.3.1冰碛土的组成和结构特性279

15.3.2抗剪强度参数研究思路280

15.3.3冰碛土结构的元胞自动机模拟280

15.3.4元胞自动机模型的导入281

15.3.5三轴数值模拟试验284

15.3.6试验结果及分析286

15.3.7抗剪强度预测模型288

15.4边坡稳定性分析方法研究291

15.4.1边坡稳定性综合分析方法的构建291

15.4.2简化一次二阶矩法（Sfosm法）291

15.4.3边坡稳定的FLAC3D分析292

15.4.4边坡可靠度分析300

15.5本章小结301

第16章 阪神地震液化大变形分析302

16.1前言302

16.2液化后流动本构模型及其在FLAC3D中的开发303

16.2.1液化后流动本构模型303

16.2.2一般应力条件下饱和砂土液化的判定准则304

16.2.3开发过程304

16.2.4 PL-Firm模型的开发流程305

16.2.5液化状态指示器的编写307

16.3前处理307

16.3.1模型尺寸及计算参数307

16.3.2地震波的调整309

16.3.3网格划分311

16.4静力计算结果312

16.5动力计算结果314

16.5.1变形分析315

16.5.2液化区比较316

16.6本章小结318

第17章 抗液化排水桩的数值模拟319

17.1前言319

17.2前处理320

17.2.1网格建立与初始应力生成320

17.2.2桩模型及接触面单元的生成320

17.3震前初始应力状态的计算322

17.4动力计算325

17.4.1动力输入325

17.4.2单元额外变量的定义326

17.4.3历史变量的记录327

17.5计算结果与分析328

17.5.1超孔压比分析328

17.5.2超孔压与竖直向有效应力分析333

17.6本章小结339

第18章 深基坑工程分析340

18.1前言340

18.1.1工程概况340

18.1.2基坑围护方案341

18.2计算模型及参数343

18.3分析过程345

18.3.1初始应力计算345

18.3.2支护桩的施工345

18.3.3开挖计算346

18.4计算结果分析349

18.5本章小结349

第19章 装配式防波堤的变形分析350

19.1概述350

19.2分析思路351

19.2.1 Beam单元352

19.2.2 Pile单元352

19.2.3 Interface单元352

19.3施工过程的模拟352

19.3.1计算模型及参数352

19.3.2计算步骤354

19.4波浪荷载作用下结构的变形分析360

19.4.1分析方法360

19.4.2波浪荷载的计算360

19.4.3波峰作用下的计算结果361

19.4.4波谷作用下的计算结果363

19.5计算结论与本章小结364

第20章 盾构开挖对软粘土地层的扰动模拟365

20.1概述365

20.2问题的描述366

20.3 FLAC3D模拟隧道开挖中若干问题的解决367

20.3.1采用修正剑桥模型模拟软粘 土地层应力应变特性367

20.3.2流固耦合模拟隧道开挖地层 变形时效性370

20.3.3壳单元模拟隧道衬砌支护371

20.4计算文件372

20.5计算结果分析376

20.6本章小结378

第21章 群桩负摩阻力特性分析380

21.1概述380

21.2工程实例分析381

21.2.1工程概况381

21.2.2模型的建立及参数选择381

21.3分析过程382

21.3.1群桩数值模型的建立382

21.3.2加载速率控制的FISH实现384

21.3.3流固耦合相互作用模拟土体固结 时间效应385

21.3.4计算成果的处理方法386

21.4计算结果对比分析386

21.5本章小结388

第22章 软弱土层的冻胀性能分析389

22.1冻胀分析的基本原理389

22.1.1 FLAC3D温度场分析基本理论389

22.1.2冻胀效应计算的假定及方法390

22.2工程概况与计算模型391

22.2.1工程概况391

22.2.2计算模型391

22.2.3计算参数391

22.3主要分析结果392

22.3.1温度场分析结果392

22.3.2冻胀位移分析393

22.3.3应力场分析395

22.3.4分析结果验证396

22.4本章小结398

第23章 基坑工程中既有下穿隧道隆起变形分析399

23.1工程概况399

23.1.1基本情况399

23.1.2基坑支护方案401

23.1.3盾构隧道抗隆起支护方案402

23.2分析过程403

23.2.1几何模型与边界条件404

23.2.2本构模型与材料参数405

23.2.3施工过程数值模拟406

23.3计算结果分析406

23.3.1基坑的沉降变形特征406

23.3.2地铁隧道的隆起变形分析407

23.3.3抗拔桩桩侧摩阻力的分布408

23.4本章小结410

第24章 常见问题及学习建议411

24.1常见问题及其解答411

24.2常见错误（警告）提示及其解决办法414

24.3学习经验和建议416

附录A FLAC3D命令一览418

附录B FLAC3D的FISH保留字427

附录C FLAC的FISH保留字431

参考文献433