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FLAC 实例分析教程


《FLAC 原理实例与应用指南》

FLAC 实例分析教程

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刘 波 韩彦辉(美国)编著《FLAC 原理实例与应用指南》 北京:人民交通出版社,2005.9 Appendix(附录) 版权所有:人民交通出版社,Itasca Consulting Group, USA 说 明: 1.本实例分析教程是为方便读者

学习,应用 FLAC 和 FLAC3D 而 编写的,作为《FLAC 原理,实例与应用指南》一书的附录. 2.计算算例参考了 Itasca Consulting Group 的培训算例,命令流的 解析旨在方便读者理解 FLAC 和 FLAC3D 建模及求解问题的一般原则 与步骤. 3.实例分析的算例中,FLAC 算例是基于 FLAC 5.00 版本, FLAC 3D 算例是基于 FLAC 3D 3.00 版本实现计算分析的.读者在学习 和研究相关算例时,请务必采用 Itasca 授权的合法版本进行分析计算. 4.本实例分析教程仅供读者参考,读者在参考本教程算例进行工 程分析时,编者对可能产生的任何问题概不负责. 编 者

2005.10.18

1

《FLAC 原理实例与应用指南》

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Project: [tunnel.prj] 隧道分析 -- Example 1-1
Record Tree


[new] [tun1.sav] o config o grid 10,10
o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

;10*10 建立网格

model elastic
;设定为弹性模型

gen circle 5.0,5.0 2.0
;生成圆, 该圆圆心位置为(5.0 5.0),半径为 2.0

group 'Tunnel:strong rock' notnull
;设定非零的区域为 group 'Tunnel:strong rock'

model mohr notnull group 'Tunnel:strong rock'
;设定 group'Tunnel:strong rock'的非零模型的区域为弹性模型

prop density=2000.0 bulk=1E8 shear=3E7 cohesion=1000000.0 friction=35.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'Tunnel:strong rock'
;对 group 'Tunnel:strong rock'的非空区域,设定模型材料参数.密度 2000,体积模量 1e8,剪切模量 3e7,粘聚力 1e6,内摩擦角 35 度,剪胀角 0 度,抗拉强度 0.

fix x y j 1
;在 j=1 处固定 x,y 方向的位移,即该处不允许出现位移

fix x i 11
;在 i=11 处固定 x 方向的位移,即该处不允许出现 x 方向的位移

fix x i 1
;在 i=1 处固定 x 方向的位移即该处不允许出现 x 方向的位移

history 1 ydisp i=6, j=11
;设定第一监测对象为点 i=6,j=11 处的 y 方向位移

set gravity=9.81
;设定重力加速度为 9.81

set =large
;设定大应变,即每一个 step 其格网座标自 动更新

history 999 unbalanced solve elastic
;按弹性求解



Branch: branch A o [tun2.sav] model null region 6 5
o

; model null region 命令可以用来设定零模型.其中,region 后的点为已建立的闭合区 域内的一点.使用该命令后,可设定整个该闭合区域为零模型

2

《FLAC 原理实例与应用指南》 group 'null' region 6 5
;将该闭合区域设定为 group 'null'

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group delete 'null'
;删除 group 'null'


solve Branch: branch B o [tun3.sav] group 'Tunnel:weak rock' notnull model mohr notnull group 'Tunnel:weak rock'
;设定 group 'Tunnel:weak rock'的非零区域为摩尔库仑模型

prop density=2000.0 bulk=1E8 shear=3E7 cohesion=0.0 friction=35.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'Tunnel:weak rock'
;设定模型材料参数

model null region 5 6
;设定 region5 6 为零模型

group 'null' region 5 6
;设定 region 5 6 为 group 'null'

group delete 'null'
;删除 group 'null'

cycle 600

Materials(材料/基本模型的建立)

Project: [strip.prj] 条基试验 -- Example 1-2


[new] [st1.sav] 'initial model' o config extra 5
o o o o o o

;在内存中为网格点和网格域预设不同数目偏移量

grid 20,10 model elastic group 'clay' notnull model mohr notnull group 'clay'
;建立几何模型

prop density=2000.0 bulk=5000000.0 shear=2300000.0 cohesion=100000.0 friction=0.0 dilation=0.0 tension=1.0E10 notnull group 'clay'
o o o o o

;设定模型材料参数

fix x y i 1 21 j 1 fix x i 21 j 1 11 fix x i 1 j 1 11
;设定边界条件

[st2.sav] 'prepare to solve'

3

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o o o o o o o o o o o o o o o

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fix x y i 1 4 j 11 set echo off call load.fis
;调用 fish 函数 load.fis

load set echo off
;调用该命令可使输入的命令不在屏幕显示

call err.fis
;调用 fish 函数 err.fis

err history 1 disp
;设定第一监测对象为 disp



history 2 err history 3 load history 4 sol Branch: vel=-1e-4 o [st3.sav] initial yvelocity -1.0E-4 i 1 4 j 11
;初始化该区域 y 方向速度为-1.0e-4,

history 999 unbalanced
;监测最大不平衡力.监测间隔为 999 步

cycle 30000
;程序运行 30000 步


Branch: vel=-1e-3 o [st4.sav] initial yvelocity -0.0010 i 1 4 j 11
;初始化该区域的 y 方向速度为-0.0010



history 999 unbalanced cycle 3000 Branch: vel=-1e-3(no ten) o [st5.sav] model mohr notnull group 'clay' prop density=2000.0 bulk=5000000.0 shear=2300000.0 cohesion=100000.0 friction=0.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'clay'
;设定材料参数

initial yvelocity -0.0010 i 1 4 j 11
;在该区域初始化 y 方向速度



history 999 unbalanced cycle 3000 Branch: vel=-1e-3(grav) o [st6.sav] set gravity=9.81 free x y i 2 4 j 11
;释放该区域被 fix 命令约束的移动限制

free y i 1 j 11 history 999 unbalanced
4

《FLAC 原理实例与应用指南》 solve fix x y i 1 4 j 11 initial yvelocity -0.0010 i 1 4 j 11
;初始化该区域 y 方向的速度


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cycle 3000 Branch: vel=-1e-2 o [st7.sav] initial yvelocity -0.01 i 1 4 j 11 history 999 unbalanced cycle 1000 Branch: vel=-1e-2 (no ten) o [st8.sav] prop tens 0 initial yvelocity -0.01 i 1 4 j 11 history 999 unbalanced cycle 1000

;Name:load ;Diagram: def load ;自定义 fish 函数 load sum = 0.0 loop i (1,4) ;设定循环 sum = sum + yforce(i,11) endloop load = 2.0*sum/(x(4,11)+x(5,11)) disp = -ydisp(1,11) end ;Name:err ;Diagram: def err sol = (2.0+pi)*1e5 :pi 为圆周率 err = (load-sol)/sol end

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Project: [arch.prj] 马蹄型隧道 -- Example 1-3
Project Tree


[new] [arch.sav] o config extra 5 o grid 20,20
o o o o o o o o o o o

;建立 20*20 网格

model elastic gen arc 10.0,10.0 15.0,10.0 180.0 gen line 5.0,6.0 5.0,10.0 gen line 15.0,6.0 15.0,10.0 gen line 5.0,6.0 15.0,6.0
;建立几何模型

model null region 12 11 group 'null' region 12 11 group delete 'null'
;挖掘马蹄形隧道

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 15:17 step 0 -3.333E+00 <x< 2.333E+01 -3.333E+00 <y< 2.333E+01 Grid plot 0 5E 0
1.000 2.000

1.500

0.500

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
0.000 0.500 1.000 (*10^1) 1.500 2.000

图 1 隧道的形成

6

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Grid Generation(模型网格的生成) Project: [slope.prj] 边坡 -- Example 1-4
Project Tree


[new] [slope.sav] o config o grid 40,28 o gen (0.0,0.0) (0.0,3.0) (5.0,3.0) (5.0,0.0) i 1 11 j 1 9 o gen (5.0,0.0) (5.0,3.0) (20.0,3.0) (20.0,0.0) i 11 41 j 1 9 o gen (5.0,3.0) (9.0,10.0) (20.0,10.0) (20.0,3.0) i 11 41 j 9 29
o o o o o

;建立几何模型

model elastic i=1,10 j=1,8 model elastic i=11,40 j=1,8 model elastic i=11,40 j=9,28 ;将各层分别设定为弹性模型

Project: [joint.prj]倾斜节理 -- Example 1-5
Project Tree


[new] [joint.sav] o config o grid 5,20 o model elastic o gen line 0.0,3.0 5.0,14.0 o gen line 0.0,5.0 5.0,16.0 o model null region 3 9 o group 'null' region 3 9 o group delete 'null'
o o o o

;建立几何模型

ini x 0.0 y 5.0 i 1 j 8 ini x 5.0 y 14.0 i 6 j 14
;在设定区域增加指定方向和大小的偏移量

7

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JOB TITLE : .

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(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND
1.200

7-Dec-04 15:18 step 0 -1.111E+00 <x< 2.111E+01 -6.111E+00 <y< 1.611E+01 Grid plot 0 5E 0
0.800

0.400

0.000

-0.400

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
0.200 0.600 1.000 (*10^1) 1.400 1.800

图 2:边坡网格的形成 FLAC v5.0.326 & GIIC v2.0.360

o o o o o o o o

ini x add 0.0 y add -2.0 nmregion 1 8 ;在该区域令 x 坐标增加 0.0,y 坐标增加-2 interface 1 aside from 1,4 to 6,14 bside from 1,8 to 6,17 设定分解面.其中 a 面为点 1,4 到点 6,14.b 面为点 1,8 到点 6,17 interface 1 glued kn=1.0E8 ks=1.0E8 ;设定分解面参数.法向刚度(应力\位移)kn 为 1.0e8,剪切刚度(应力\ 位移)ks 为 1.0e8 gen adjust ;该命令可使用户自定义的网格更加平滑

FLAC v4.0.307 & GIIC v1.11.326

8

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JOB TITLE : .

(*10^1) 2.000

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 15:18 step 0 -9.500E+00 <x< 1.450E+01 -3.000E+00 <y< 2.100E+01 User-defined Groups Grid plot 0 Marked Gridpoints interface id#'s 5E 0

1.600

1.200

0.800

0.400

1

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
-0.600 -0.200 0.200 (*10^1) 0.600 1.000 1.400

图 3 :节理面网格的建立

Project: [irslope.prj] Slope overlay -- Example 1-6
Record Tree


[new] [irslope.sav] o config o grid 80,60 o gen (0.0,1000.0) (0.0,1600.0) (800.0,1600.0) (800.0,1000.0) ratio 1.0,1.0 i=1,81 j=1,61 o ;建立四边形网格.其中点(0.0 1000.0)在左下侧,其余 3 点为顺时针排 列.Ratio 命令设定 xy 两个方向的比例系数. o model elastic o table 1 delete
o o

o o o

table 1 -2.584 1471 21.83 1458 42.99 1443 67.44 1418 106.5 1383 134.2 1356 137.5 1333 173.3 1309 202.6 1286 230.3 1278 297.0 1265 371.8 1249 425.5 1238 493.8 1225 560.5 1207 641.8 1196 685.7 1193 752.4 1183 ;建立边界面 1(table 1).该边界面由 18 个点组成. table 1 800.6 1183 ;可以在已建立的边界面中添加点.

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o o o o o o

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gen table 1 ;生成边界面 model null region 66 50 group 'null' region 66 50 group delete 'null' ;删除 group'null' FLAC v5.0.326 & GIIC v2.0.36

o

图 4 :FLAC(5.00)界面图形

Project: [compression.prj] -- Example 1-7
Record Tree


[new] Branch: Mohr-Coulomb o [comp_1.sav] config grid 12,10 gen (0.0,0.0) (0.0,.25) (.30,.25) (.30,0.0) ratio 1.0,1.0 i=1,13 j=1,11 model elastic group 'rock' notnull model mohr notnull group 'rock'

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;建立几何模型 prop density=2500.0 bulk=1.19E10 shear=1.1E10 cohesion=272000.0 friction=44.0 dilation=0.0 tension=200000.0 notnull group 'rock' history 1 sxx i=6, j=1 ;在点(6,1)处设定第一监测对象为 sxx.在 flac 中 sxx,syy, szz,sxy,syz 和 szx 分别表示 σ xx , σ yy , σ zz ,τ xy ,τ yz 和τ zx . history 2 sxx i=6, j=5 history 3 sxx i=6, j=10 history 4 xdisp i=1, j=6 o [comp_2.sav] initial xvelocity 1.0E-9 i 1 initial xvelocity -1.0E-9 i 13 ;设定监测对象 fix x y i 1 fix x y i 13 ;设定边界条件 o Branch: dry [comp_3.sav] history 999 unbalanced cycle 15000 ;求解问题 o Branch: add pore pressure [comp_4.sav] initial pp 100000.0 ;初始化.pp 为孔隙水压力 history 999 unbalanced cycle 15000 Branch: Hoek-Brown o [comp_5.sav] config grid 12,10 gen (0.0,0.0) (0.0,.25) (.30,.25) (.30,0.0) ratio 1.0,1.0 i=1,13 j=1,11 model elastic group 'rock' notnull model hoek notnull group 'rock' ;建立几何模型 prop density=2500.0 bulk=1.19000003E10 shear=1.10000005E10 hbs=0.003865 hbmb=1.7 hba=0.5 hbsigci=3.0E7 hbs3cv=0.0 notnull group 'rock' ;设定模型材料参数 history 1 sxx i=6, j=1 history 2 sxx i=6, j=5 history 3 sxx i=6, j=10 history 4 xdisp i=1, j=6 ;设定监测对象



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o

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[comp_6.sav] initial xvelocity 1.0E-9 i 1 initial xvelocity -1.0E-9 i 13 ;初始化 fix x y i 1 fix x y i 13 ;设定边界条件 o [comp_7.sav] history 999 unbalanced cycle 15000 o [comp_8.sav] cycle 5000 ;求解问题 Branch: Hoek-Brown(2) o [comp_9.sav] config grid 12,10 gen (0.0,0.0) (0.0,.25) (.30,.25) (.30,0.0) ratio 1.0,1.0 i=1,13 j=1,11 model elastic group 'rock' notnull model hoek notnull group 'rock' ;建立几何模型 prop density=2500.0 bulk=1.19000003E10 shear=1.10000005E10 hbs=0.003865 hbmb=1.7 hba=0.5 hbsigci=3.0E7 hbs3cv=1e20 notnull group 'rock' ;设定模型材料参数 history 1 sxx i=6, j=1 history 2 sxx i=6, j=5 history 3 sxx i=6, j=10 history 4 xdisp i=1, j=6 ;设定检测对象 o [comp_10.sav] initial xvelocity 1.0E-9 i 1 initial xvelocity -1.0E-9 i 13 ;初始化 fix x y i 1 fix x y i 13 o [comp_11.sav] history 999 unbalanced cycle 15000 o [comp_12.sav] cycle 5000 Branch: Hoek-Brown(3) o [comp_13.sav] config grid 12,10
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o

o

o

gen (0.0,0.0) (0.0,.25) (.30,.25) (.30,0.0) ratio 1.0,1.0 i=1,13 j=1,11 model elastic group 'rock' notnull model hoek notnull group 'rock' 建立几何模型 prop density=2500.0 bulk=1.19000003E10 shear=1.10000005E10 hbs=0.003865 hbmb=1.7 hba=0.5 hbsigci=3.0E7 hbs3cv=1e20 stable=1 notnull group 'rock' ; table 1 0 0.003865 0.001 0.002 0.01 0.001 1.0 0.001 table 1 0 0.003865 0.001 0.001 0.01 0.0001 1.0 0.0001 history 1 sxx i=6, j=1 history 2 sxx i=6, j=5 history 3 sxx i=6, j=10 history 4 xdisp i=1, j=6 [comp_14.sav] initial xvelocity 1.0E-9 i 1 initial xvelocity -1.0E-9 i 13 fix x y i 1 fix x y i 13 [comp_15.sav] history 999 unbalanced cycle 15000 [comp_16.sav] cycle 5000

Materials(材料) Project: [subgrid.prj] 二级网格的连接-- Example 1-8
Record Tree


[new] Branch: sub-grids o [subgrid_1.sav] config grid 20,16 model elastic model null i 1 20 j 6 7 group 'null' i 1 20 j 6 7 group delete 'null' model null i 11 20 j 1 5 group 'null' i 11 20 j 1 5 group delete 'null'
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gen 0.0,5.0 0.0,10.0 10.0,10.0 10.0,5.0 i 1 21 j 8 17 group 'material' notnull ;建立几何模型 model elastic notnull group 'material' prop density=1000.0 bulk=6.0000006E8 shear=3.0E8 notnull group 'material' ;设定模型材料参数 fix x y i 1 11 j 1 fix x i 21 j 9 17 fix x i 11 j 1 6 fix x i 1 j 9 17 fix x i 1 j 1 6 apply pressure 1000000.0 from 1,17 to 5,17 o Branch: attached [subgrid3_2.sav] attach aside from 1,6 to 11,6 bside from 1,8 to 21,8 ;使用 attach 命令建立分解面 history 999 unbalanced solve o Branch: interface [subgrid_3.sav] interface 1 aside from 1,6 to 11,6 bside from 1,8 to 21,8 interface 1 glued kn=2.0E10 ks=2.0E10 ;使用 interface 命令建立分解面 history 999 unbalanced solve Branch: one grid o [subgrid_4.sav] config grid 20,20 model elastic gen 0,0 0,10 10,10 10,0 group 'material' notnull model elastic notnull group 'material' prop density=1000.0 bulk=6.0000006E8 shear=3.0E8 notnull group 'material' ;设定模型材料参数 fix x y i 1 21 j 1 fix x i 21 j 2 21 fix x i 1 j 1 21 apply pressure 1000000.0 from 1,21 to 5,21 ;在该表面添加机械应力.大小为 1e6.该命令等价于 apply sxx -1.0e6 syy -1.0e6 from 1,21 to 5,21 history 999 unbalanced solve

14

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FLAC v5.0.326 & GIIC v2.0.360

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:15 step 3578 -1.667E+00 <x< 1.167E+01 -1.667E+00 <y< 1.167E+01 Y-displacement contours -6.00E-03 -5.00E-03 -4.00E-03 -3.00E-03 -2.00E-03 -1.00E-03 0.00E+00 Contour interval= 1.00E-03 Grid plot
0.200 1.000

0.800

0.600

0.400

0

2E 0

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
0.000 0.200 0.400 (*10^1) 0.600 0.800 1.000

图 5 :y 方向的位移等值线图

Project: [inigrad.prj] 初始应力梯度-- Example 1-9
Record Tree


[new] inigrad_1.sav] o config o grid 10,10 o gen (0.0,0.0) (0.0,20.0) (20.0,20.0) (20.0,0.0) ratio 1.0,1.0 i=1,11 j=1,11 o model elastic o group 'mohr' notnull o model mohr notnull group 'mohr'

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o o o o o o o o o o o o o o o o

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;建立几何模型 prop density=2500.0 bulk=5.0E9 shear=3.0E9 cohesion=0.0 friction=35.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'mohr' ;设定模型材料参数 fix x y i 1 11 j 1 set gravity=10.0 initial syy -5500000.0 var 0.0,500000.0 i 1 10 j 1 10 ;在该面添加应力梯度. 应力梯度的初始值为-5.5e6,终值为-5.0e6.两极 值之间的大小由插值获得. initial sxx -2750000.0 var 0.0,250000.0 i 1 10 j 1 10 initial szz -2750000.0 var 0.0,250000.0 i 1 10 j 1 10 ;初始化应力梯度 apply sxx -2750000.0 var 0.0 250000.0 from 1,1 to 1,11 apply sxx -2750000.0 var 0.0 250000.0 from 11,1 to 11,11 apply syy -5000000.0 from 1,11 to 11,11 ; history 999 unbalanced solve

FLAC v5.0.326 & GIIC v2.0.360

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:16 step 2 -3.333E+00 <x< 2.333E+01 -3.333E+00 <y< 2.333E+01 Principal stresses Max. Value = -2.513E+06 Min. Value = -5.475E+06 0 Boundary plot 0 5E 0
0.500 2.000

1.500

2E 7

1.000

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
0.000 0.500 1.000 (*10^1) 1.500 2.000

图 6 :主应力的大小

16

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Initial condition (初始条件的建立)
Stresses with Gradients : Nonuniform Material

Project: [nongrad.prj] 非均匀材料的初始应力
Record Tree


Example 1-10

[new] [nongrad_1.sav] o config o grid 20,25 o model elastic o group 'dens1' i 1 20 j 1 10 o model elastic group 'dens1' o prop density=2200.0 bulk=5.0E9 shear=3.0E9 group 'dens1' o group 'dens2' i 1 20 j 11 15 o model elastic group 'dens2' o prop density=2000.0 bulk=5.0E9 shear=3.0E9 group 'dens2' o group 'dens3' i 1 20 j 16 25 o model elastic group 'dens3' o prop density=1600.0 bulk=5.0E9 shear=3.0E9 group 'dens3' o ;对不同的层从采用不同的模型材料参数 o set gravity=10.0 o initial syy -480000.0 var 0.0,220000.0 i 1 20 j 1 10 o initial syy -260000.0 var 0.0,100000.0 i 1 20 j 11 15 o initial syy -160000.0 var 0.0,160000.0 i 1 20 j 16 25 o ;设定不同层的应力梯度 o fix y i 1 21 j 1 o fix x i 21 j 1 26 o fix x i 1 j 1 26 o history 999 unbalanced o solve

17

《FLAC 原理实例与应用指南》 FLAC v5.0.326 & GIIC v2.0.360

FLAC 实例分析教程

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:17 step 2 -6.667E+00 <x< 2.667E+01 -4.167E+00 <y< 2.917E+01 User-defined Groups dens1 dens2 dens3 Principal stresses Max. Value = 0.000E+00 Min. Value = -4.690E+05 0 Grid plot 0 1E 1
0.500 2.500

2.000

1.500

1.000

2E 6

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
-0.250 0.250 0.750 (*10^1) 1.250 1.750 2.250

图 7 :不同密度的层

Project: [irgrid.prj] 非均匀网格 -- Example 1-11
Record Tree


[new] [irgrid_1.sav] o config o grid 8,10 o gen (0.0,0.0) (0.0,10.0) (8.0,10.0) (8.0,0.0) ratio 1.2,1.0 i=1,9 j=1,11 o ;建立非均匀网格.关键词 Ratio 后分别为网格在 x,y 方向的比例 o model elastic o group 'sand' notnull o model mohr notnull group 'sand' o prop density=2000.0 bulk=2.00000016E8 shear=1.0E8 cohesion=0.0 friction=30.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'sand'

18

《FLAC 原理实例与应用指南》 fix y i 1 9 j 1 fix x i 9 j 1 11 fix x i 1 j 1 11 set gravity=10.0 Branch: step 1000 o [irgrid_2.sav] history 999 unbalanced cycle 1000 Branch: ini syy o [irgrid_3.sav] initial syy -200000.0 var 0.0,200000.0 i 1 8 j 1 10 initial sxx -150000.0 var 0.0,150000.0 i 1 8 j 1 10 initial szz -150000.0 var 0.0,150000.0 i 1 8 j 1 10 history 999 unbalanced solve Branch: solve elastic o [irgrid_4.sav] history 999 unbalanced solve elastic
o o o o

FLAC 实例分析教程







JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:17 step 1000 -2.667E+00 <x< 1.067E+01 -1.667E+00 <y< 1.167E+01 YY-stress contours -1.80E+05 -1.60E+05 -1.40E+05 -1.20E+05 -1.00E+05 -8.00E+04 -6.00E+04 -4.00E+04 -2.00E+04 0.00E+00 Contour interval= 2.00E+04 Displacement vectors max vector = 3.369E-03 0 Boundary plot Itasca Consulting Group, Inc. 0 2E 0 Minneapolis, Minnesota USA
-0.100 0.100 0.300 (*10^1) 0.500 0.700 0.900 1.000

0.800

0.600

0.400

0.200

1E -2

0.000

图 8 :y 方向的应力等值线图

19

《FLAC 原理实例与应用指南》

FLAC 实例分析教程

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:17 step 629 -2.667E+00 <x< 1.067E+01 -1.667E+00 <y< 1.167E+01 YY-stress contours -1.80E+05 -1.60E+05 -1.40E+05 -1.20E+05 -1.00E+05 -8.00E+04 -6.00E+04 -4.00E+04 -2.00E+04 0.00E+00 Contour interval= 2.00E+04 Displacement vectors max vector = 3.000E-03 0 Boundary plot Itasca Consulting Group, Inc. 0 2E 0 Minneapolis, Minnesota USA
-0.100 0.100 0.300 (*10^1) 0.500 0.700 0.900 1.000

0.800

0.600

0.400

0.200

1E -2

0.000

图 9:初始化 y 方向的应力

问题求解 Project: [fail.prj] 关于破坏的解释 -- Example 1-12
Record Tree




[new] [fail1.sav] o config o grid 20,20 o model elastic o group 'soil' notnull o model mohr notnull group 'soil' o prop density=2000.0 bulk=1.00000008E8 shear=3.0E7 cohesion=1000.0 friction=25.0 dilation=0.0 tension=0.0 notnull group 'soil' o fix x y j 1 o fix x i 21 o fix x i 1 o set gravity=9.81 o history 999 unbalanced o solve elastic [fail2.sav]

20

《FLAC 原理实例与应用指南》
o o

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free x i 1 j 14 21 cycle 5000

FLAC v5.0.326 & GIIC v2.0.360

JOB TITLE : .

FLAC (Version 5.00)
(10 LEGEND 7-Dec-04 22:18 step 1431 Failure Surface Plot Shear Stress vs Normal Stress Zone Stress States Mohr-Coulomb Fail. Surf. Friction = 2.5000E+01 Cohesion = 1.0000E+03 Tension = 0.0000E+00 05 )

1.600

1.200

0.800

0.400

0.000

5

10

15

20

25 (10 04 )

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA

图 10:摩尔-库仑的破坏包络图
JOB TITLE : .

FLAC (Version 5.00)
(10 LEGEND 7-Dec-04 22:18 step 6431 Failure Surface Plot Shear Stress vs Normal Stress Zone Stress States Mohr-Coulomb Fail. Surf. Friction = 2.5000E+01 Cohesion = 1.0000E+03 Tension = 0.0000E+00 05 )

1.600

1.200

0.800

0.400

0.000

5

10

15

20

25 (10 04 )

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA

图 11:在模型的一部分遭受主动破坏时的摩尔-库仑的破坏包络图
21

《FLAC 原理实例与应用指南》

FLAC 实例分析教程

JOB TITLE : .

FLAC (Version 5.00)
(10 LEGEND 7-Dec-04 22:18 step 6431 HISTORY PLOT Y-axis : 999 Max. unbal. force X-axis : Number of steps 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 04 )

10

20

30

40

50

60 (10 02 )

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA

图 12 :最大不平衡力的历史纪录

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:18 step 6431 -3.333E+00 <x< 2.333E+01 -3.333E+00 <y< 2.333E+01 Velocity vectors max vector = 1.378E-02 0 2E -2
1.000 2.000

1.500

Boundary plot 0 5E 0

0.500

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
0.000 0.500 1.000 (*10^1) 1.500 2.000

图 13 :速度矢量图

22

《FLAC 原理实例与应用指南》

FLAC 实例分析教程

JOB TITLE : .

(*10^1)

FLAC (Version 5.00)
LEGEND 7-Dec-04 22:18 step 6431 -3.333E+00 <x< 2.333E+01 -3.333E+00 <y< 2.333E+01 Plasticity Indicator * at yield in shear or vol. X elastic, at yield in past o at yield in tension Boundary plot 0 5E 0
2.000

1.500

1.000

0.500

0.000

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
0.000 0.500 1.000 (*10^1) 1.500 2.000

图 14:塑性指示图

沉降计算实例
Project: [settle.prj] 地表沉降计算 – Example 1-13
Record Tree


[new] [settle_1.sav] o config axisymmetry o ;配置轴对称模型 o grid 30,26 o gen (0.0,-1040.0) (0.0,0.0) (1200.0,0.0) (1200.0,-1040.0) ratio 1.0,1.0 i=1,31 j=1,27 o model elastic o group 'mat 1' i 1 30 j 1 18 o model elastic group 'mat 1' o prop density=2400.0 bulk=2.5E9 shear=1.15E9 group 'mat 1' o group 'mat 3' i 1 30 j 19 20 o model elastic group 'mat 3' o prop density=2200.0 bulk=2.27000013E10 shear=1.36E10 group 'mat 3' o group 'mat 2' i 1 30 j 21 o model elastic group 'mat 2'
23

《FLAC 原理实例与应用指南》
o o o o o

FLAC 实例分析教程











prop density=2800.0 bulk=2.49999995E10 shear=1.15000003E10 group 'mat 2' group 'mat 1' i 1 30 j 22 26 model elastic group 'mat 1' prop density=2400.0 bulk=2.5E9 shear=1.15E9 group 'mat 1' ;对不同的层设定不同的模型材料参数 [settle_2.sav] o fix x y i 1 31 j 1 o fix x i 31 j 1 27 o set gravity=9.81 o history 1 ydisp i=1, j=27 o history 2 ydisp i=1, j=21 o history 3 ydisp i=1, j=19 [settle_3.sav] o set sratio= 1.0E-5 o history 999 unbalanced o solve Branch: remove material completely o [setle_4.sav] initial xdisp 0 ydisp 0 ;初始化位移 initial xvel 0 yvel 0 model null i 1 3 j 19 20 group 'null' i 1 3 j 19 20 group delete 'null' solve Branch: reduce density only o [settle_5.sav] initial xdisp 0 ydisp 0 initial xvel 0 yvel 0 group 'low density mat 3' i 1 3 j 19 20 model elastic group 'low density mat 3' prop density=0.01 bulk=2.26999992E10 shear=1.26000005E10 group 'low density mat 3' solve Branch: reduce stiffness only o [settle_6.sav] initial xdisp 0 ydisp 0 initial xvel 0 yvel 0 group 'low stiffness mat 3' i 1 3 j 19 20 model elastic group 'low stiffness mat 3' prop density=2200.0 bulk=2.2700002E7 shear=1.36E7 group 'low stiffness mat 3' initial sxx 0.0 i 1 3 j 19 20 initial syy 0.0 i 1 3 j 19 20 initial szz 0.0 i 1 3 j 19 20 initial sxy 0.0 i 1 3 j 19 20

24

《FLAC 原理实例与应用指南》 solve

FLAC 实例分析教程

JOB TITLE : .

FLAC (Version 5.00)
(10 LEGEND 7-Dec-04 22:19 step 3022 -9.333E+01 <x< 1.293E+03 -1.213E+03 <y< 1.733E+02 -02 )

0.000

-0.500 Linear Profile Y-axis : Y-disp X-axis : Distance From ( 4.97E+00, 0.00E+00) To ( 1.20E+03, 0.00E+00)

-1.000

-1.500

-2.000

2

4

6

8

10 (10 02 )

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA

图 15:表面的总体沉降
JOB TITLE : .

FLAC (Version 5.00)
(10 LEGEND 7-Dec-04 22:19 step 3612 -9.333E+01 <x< 1.293E+03 -1.213E+03 <y< 1.733E+02 -02 )

2.000

1.600 Linear Profile Y-axis : Y-disp X-axis : Distance From ( 4.97E+00, 0.00E+00) To ( 1.20E+03, 0.00E+00)

1.200

0.800

0.400

2

4

6

8

10 (10 02 )

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA

图 16 :密度下降时的表面沉降

25

《FLAC 原理实例与应用指南》

FLAC 实例分析教程

JOB TITLE : .

FLAC (Version 5.00)
(10 LEGEND 7-Dec-04 22:20 step 4760 -9.333E+01 <x< 1.293E+03 -1.213E+03 <y< 1.733E+02 0.000 -0.500 -1.000 -1.500 -2.000 -2.500 -3.000 -3.500 -4.000 -4.500 -02 )

Linear Profile Y-axis : Y-disp X-axis : Distance From ( 4.97E+00, 0.00E+00) To ( 1.20E+03, 0.00E+00)

2

4

6

8

10 (10 02 )

Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA

图 17 :刚度减小时的表面沉降

26

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