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FLAC3D数值模拟技ppt教程


3D数值模拟技术 FLAC

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内容提要
FLAC3D简介 3D语法 FLAC 3D基本模块 FLAC FLAC3D应用实例

二、FLAC3D语法规则
FLAC的输入和一般的数值模拟程序不一样,它可 以用交互的方式从键

盘输入各个命令,也可以写 成命令文件,类似于批处理,由文件来驱动。 FLAC命令大小写一样,所有的命令可以附带若干 个关键词和有关的数值。数值间可以用空格隔 开,空格的数目不限,也可以用下面的分隔符隔 开:(),/ =
command keyword value … <keyword value…> …

< >表示可选的参数,输入时括号不用输入 …表示可以有任意个参数

由( ;)号开始到行末为注释行,FLAC在执行时 不于理会。

一个输入行,包括注释在内,允许80个字符. 如果一行超过80个字符,就必须在行尾加 "&"( ampersand )符号.每个命令后最多允 许有1024个字符。

FLAC3D语言及主要命令
程序控制 NEW CALL filename QUIT SAVE filename RESTORE filename RETURN STOP

计算模式说明 CONFIG AXisymmetric, p-stress Creep,dynamic ,extra, gwflow,, thermal 几何模型的建立 GENERATE ZONE meshname coordinate ratio ATTACH face 本构模型参数输入 MODEL null,mohr-coulomb,elastic,isotropic
elastic, elastic orthotrpic ,ubiquitous-joint, strain hardening softening plasticity

FLAC3D程序本构模型
1)空单元模型(null model) (可用来模拟地下硐室的开挖和煤层开采 2)弹性模型(elastic model) 3)各向同性弹性材料模型(isotropic elastic model); 4)正交各向异性弹性模型(elastic orthotrpic model) 5)Drucker-pragor plasticity model 6)莫尔-库仑弹塑材料模型(mohr-coulomb plasticity model) ; 7)应变软化/硬化塑性材料模型(strain hardening softening plasticity model); 8)遍布节理材料模型(ubiquitous joint plasticity model); 9)双线性应变软化/硬化遍布节理塑性材料模型(bilinear strain hardening softening ubiquitous joint plasticity model); 10)modified cam-clay plasticity model

初始条件说明
INITIAL pp, sxx, sxy, sxz, syy, szz, xdis, ydis, zdis, yvel zvel xvel, SET large, small, 3D-damping, clock,creeptime, dytime, flow, force, gravity , tension ,thermal,step WATER table

边界条件输入
APPLY mechnical boundary-ff, Pressure, sxx, syy , szz, sxy, xf, yf, zf, groundwater boundary-pp,dischange thermal boundaryconvention ,flux, radition FIX pp, Saturation, temperatrue, x ,y FREE pp ,Saturation, temperatrue, x y

 命  令 INITIAL xdis INITIAL xvel

    作      用 网格点 X 方向位移初始化 网格点 X 方向位速度始化 网格点 Y 方向位移初始化 网格点 Y 方向位速度始化 网格点 Z 方向位移初始化 网格点 Z 方向位速度始化 单元物体密度初始化 单元内 xx 方向应力分量初始化 单元内 xy 方向应力分量初始化 单元内 xz 方向应力分量初始化 单元内 yy 方向应力分量初始化 单元内 yz 方向应力分量初始化 单元内 zz 方向应力分量初始化

初 始 条 件 说 明

INITIAL ydis INITIAL yvel INITIAL zdis INITIAL zvel INITIAL density INITIAL sxx INITIAL sxy INITIAL sxz INITIAL syy INITIAL syz INITIAL szz

  命  令 Apply xforce

      作      用 作用在边界网格点上的 x 方向力的分量 作用在边界网格点上的 x 方向的速度 作用在边界网格点上的 y 方向力的分量 作用在边界网格点上的 y 方向的速度 作用在边界网格点上的 z 方向力的分量 作用在边界网格点上的 z 方向的速度

边 界 条 件 输 入

Apply xvelocity Apply yforce Apply yvelocity Apply zforce Apply velocity

Apply sxx Apply sxy

作用在边界面上总应力张量的 xx 分量 作用在边界面上总应力张量的 xy 分量 作用在边界面上总应力张量的 xz 分量 作用在边界面上总应力张量的 yy 分量 作用在边界面上总应力张量的 yz 分量 作用在边界面上总应力张量的 zz 分量 固定在边界网格点的 x 方向速度 固定在边界网格点的 y 方向速度 固定在边界网格点的 z 方向速度

Apply sxz Apply syy Apply syz Apply szz Fix x Fix y Fix z

支护结构特性
STRUCTUR beam cable support angle,begin,delete, end ,remove, width prop,segment,tension,delete node, fix, free, load, pin, slave, unslave prop Area, density ,e, i, kn

交界面说明
INTERFACE

cohesion, friction, glued, kn, ks ,tbond, unglued

用户定义函数

DEFINE function0name END
计算过程监视

HISTORY pp sig1,sig2,sxx,sxy ,syy,szz,temp thtime,unblance, write,xdis,ydis,xvel,yvel TRACK line, list, write
计算与求解 SOLVE age ,dytime,force,temperature STEP n

模型输出 MOVIE file,off,on ,view PLOT app, at, he, bo, c, cf, den, mark ,unmark, sxx, sxy, syy, szz,dif, sig1,sig2,fix,grid,plas,xv,yv,xdis, ydis, vis, p PRINT P,AT,be, bo, den ,mark unmark, sxx,sxy,syy,szz,sdif,sigl,sig2,fix, grid, plas, xv,yv,xdis,ydis, TITLE @name 与操作系统有关命令 copy, delete, dir, rename,type, exit help

三、FLAC3D基本模块
名 称 1、Brick 2、degenerate brick 3、wedge 4、pyramid 5、tetrahedron 6、cylinder 7、radial brick 8、radial tunnel 9、radial cylinder 10、cylindrical shell 11、cylinder intersection 12、tunnel intersection 关键字 brick dbrick wedge pyramid tetrhedron cylinder radbrick radtunnel radcylinder cshell cylint tunint

Generate zone meshname p0 (x0 y0 z0) p1(x1,y1 z1) p2 (x2 y2 z2) p3(x3 y3 z3)… dim (d1 d2 d3 d4…) size (n1 n2 n3 n4...) ratio (r1 r2 r3 r4…) plot add surface color plot add axes plot show

p 5 p 3 p 6

p 7

n 3 , r 3

p 0

r2 2, n

p 2 n 1 , r 1 b r i c k m e s h p 1

p 4

generate zone brick p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 size 10 10 10 ratio 1 1 1 plot add surface blue plot show

p3

p2 p1

p0

p 5

D e g e n e r a t e

b r i c k m e s h

p 3

p 6

n 3 , r 3

p 2
r2 , n2

p 4

p 0

n 1 , r 1

p 1

gen zon dbrick p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 size 10 10 10 plot add surface blue plot add axes red plot show

p3

p0

p2 p1

p3

p2 p1

p5 p3

n3,r3

p2
,r2 n2

p4

p0

n1,r1

p1 wedge mesh

gen zon wedge p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 size 10 10 10 ratio 1 1 1 plot add sur yellow plot add axes red plot show

p3

p0

p2

p1

p3

p0 p1

p 3

n 3 , r 3

p 2
r2 , n2

p 4

p 0

n 1 , r 1 P y r a m i d

m e s h

p 1

gen zon pyramid p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 size 10 10 10 plot add sur blue plot add axes red plot show

p3

p0

p2

p1

p2

p1

p 3

p 2
n 3 , r 3
r2 2, n

p 0

n 1 , r 2 T e t r a h e d r o n

n

r2 2,

p 1

gen zon tet p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 size 10 10 10 plot add surface green plot add axes red plot show

p3

p0

p2

p1

p3

p2

p0 p1

p 4 p 3

n 3 , r 3

p 2
r2 2, n n 1 , r 1 c y l i n d e r

p 4 p 1

p 0

gen zon cylinder p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 20 0 p3 0 0 10 size 10 20 10 plot add sur red plot add axes blue plot show

p3

p1 p2

p3

p1

p0

p2

p 5

p 7

p 3

p 6

p 1 2 p 1 0 d 3 n 3 , r 3 p 9 d22,r2 n d 1 n 1 , r 1 p 1 3 p 2

p 1 4 p 4 p 1 1 p 8 n 4 , r 4 g r a d e d m e s h p 1 a r o u n d b r i c k

p 0

R a d i a l l y

gen zon radbrick p0 0 0 0 p1 20 0 0 p2 0 20 0 p3 0 0 20 dim 10 10 10 size 10 10 10 10 plot add sur yellow plot add axes red plot show

p3

p2 p1

p 5

p 7

p 3

p 6

p 1 1 d 4

p 1 3

p 9
n 3 , r 3

p 1 2
r2 2, n

p 2

d 3

p 1 0

p 4

d 2

p 0 R a d i a l l y

d 1 n 1 , r 1 g r a d e d

p 8 m e s h

n 4 , r 4 a r o u n d

p 1 t u n n e l

p a r a l l e l e p i p e d - s h a p e d

gen zon radtunnel p0 0 0 0 p1 20 0 0 p2 0 20 0 p3 0 0 20 dim 10 10 10 10 size 10 20 10 10 plot add sur yell plot add axes blue plot show

p3

p1

p3

p1

p 5

p 7

p 3

p 6

p 1 1

d 4

p 9
3 r , 3 n

p 2
2 ,r n2 d 1 n 1 , r 1

d 3

p 1 0

p 4

d 2

p 0 R a d i a l l y

p 8 m e s h

n 4 , r 4 a r o u n d

p 1 t u n n e l

g r a d e d

c y l i n d r i c a l - s h a p e d

gen zon radcylinder p0 0 0 0 p1 20 0 0 p2 0 20 0 p3 0 0 20 dim 10 10 10 10 size 10 20 10 10 plot add sur yell plot add axes red plot show

p3

p1

p3

p1

p 5

p 3

p 1 1

3 r , 3 n

d 4

p 9 d 2

p 2
2 2,r n

d 3

p 1 0

p 4

p 0

n 4 , r 4 p 8 d 1

n 1 , r 1 C y l i n d e r s h e l l

p 1 m e s h

gen zon cshell p0 0 0 0 p1 20 0 0 p2 0 20 0 p3 0 0 20 dim 10 10 10 10 size 10 20 20 10 plot add sur yell plot add axes red plot show

p3

p1

p3

p1

p 5

p 7

p 3

p 6

n 4 , r 4

p 1 1
n3 ,r 3

d 5

p 9
d2

2 2,r n

p 2 p 8

d 4

p 1 0 p 1 3 p 1 2 p 1
d6

p 4

d 3

p 0

d 1

n 1 , r 1 C y l i n d e r

i n t e r s e c t i o n

d 7

gen zon cylint p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 & dim 3 3 3 3 3 3 3 size 7 7 20 7 plot add sur yell plot add axes red plot show

p3

p3

p 5

p 7

p 3

p 6

n 5 , r 5

p 1 2 d 5
n 3 , r 3 p 1 0

p 1 3 p 1 6
3 p 1 1 n3,r p 1 5

p 9
d2

2 ,r n2

n 4 , r 4

p 2

d 4 p 8

p 4 p 1 4

d 3

p 0

d 1

n 1 , r 1 T u n n e l

p 1

d6

i n t e r s e c t i o n

d 7

gen zon tunint p0 0 0 0 p1 10 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 10 dim 3 3 3 3 3 3 3 size 10 10 6 6 10 plot add sur yell plot add axes red plot show

p3

p3

p3

常见模型
1、巷道模型

gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 5 size 1 3 6 2 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 0 5 p2 0 10 0 p3 -5 0 0 size 1 3 6 2 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 gen zon radtun p0 0 0 0 p1 -5 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 -5 size 3 3 3 2 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 gen zon radtun p0 0 0 0 p1 0 0 -5 p2 0 10 0 p3 5 0 0 size 3 3 3 2 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 plot add surf yell plot add axes red plot show

2、圆柱模型

gen zon cyl p0 0 0 p3 0 4 0 size 2 3 gen zon cyl p0 0 0 p3 -4 0 0 size 2 3 gen zon cyl p0 0 0 p3 0 -4 0 size 2 3 gen zon cyl p0 0 0 p3 4 0 0 size 2 3 plot add sur yell plot add axes red plot show

0 8 0 8 0 8 0 8

p1 4 0 0 p2 0 0 -9 p1 0 4 0 p2 0 0 -9 p1 -4 0 0 p2 0 0 -9 p1 0 -4 0 p2 0 0 -9

3、套 管

gen zon cshell p0 0 0 0 p1 5 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 5 size 2 3 6 1 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 gen zon cshell p0 0 0 0 p1 0 0 5 p2 0 10 0 p3 -5 0 0 size 2 3 6 1 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 gen zon cshell p0 0 0 0 p1 -5 0 0 p2 0 10 0 p3 0 0 -5 size 2 3 6 1 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 gen zon cshell p0 0 0 0 p1 0 0 -5 p2 0 10 0 p3 5 0 0 size 2 3 6 1 dim 1.8 1.8 1.8 1.8 plot add surf yell plot add axes red plot show

3D应用 FLAC

功 网格生成



命 generate model properly



解 决 问 题 的 一 般 步 骤

材料模型和特征 边界/初始条件

apply fix initial

<有应力时> 初始平衡 执行修改

set gravity step solve model property apply fix free

<有支护时> 保存/重建状态

set cable save restore

应用实例(一)
中国石化集团新兴公司科研项目: 《塔里木盆地塔河油田碎屑岩储层伤害机 理及完井管柱研究》

地 质 模 型 示 意 图
石炭系地层 三叠系地层

砂岩储层岩石力学性质测试结果表
力学性质 厚度(米) 岩性 密度(g/cm3) 抗压强度 Rc(MPa) 30.80 18.10 20.45 18.10 12.20 18.10 19.90 18.10 55.20 60.0 43.8 35.14 43.80 25.65 88.0 25.65 88.0 抗拉强度 Rt(MPa) 1.93 1.91 1.63 1.91 0.72 1.91 1.17 1.91 3.29 3.50 2.73 2.47 2.6 1.71 8.8 1.71 8.8 凝聚力C (MPa) 11.40 1.2 7.2 1.20 4.23 1.20 6.89 1.20 18.54 20.54 18.0 21.0 21 2.1 13.07 2.1 13.07 内摩擦角 φ(‘) 33.41 17.75 30.1 17.75 25 17.75 27.21 17.75 41.96 41 38 35 41 35 39 35 39 弹性模量E50 (Gpa) 3.33 3.15 2.95 3.15 1.68 3.15 2.70 3.15 8.59 9.59 10.59 7.48 13.13 5.6 59.54 5.6 59.54 泊松比μ 体积模量 (Gpa) 2.78 2.92 2.73 2.92 1.65 2.92 2.25 2.92 6.82 6.95 7.06 5.19 7.82 4.06 34.22 4.06 34.22 剪切模量 (Gpa) 1.28 1.19 1.12 1.19 0.63 1.19 1.04 1.19 3.33 3.78 4.24 2.97 5.38 2.20 24.60 2.20 24.60 岩体体积 模量(Gpa) 0.83 0.88 0.82 0.88 0.49 0.88 0.68 0.88 2.05 2.08 2.12 1.56 2.34 1.22 10.27 1.22 10.27 岩体剪切 模量 (Gpa) 0.38 0.36 0.34 0.36 0.19 0.36 0.31 0.36 1.00 1.13 1.27 0.89 1.61 0.66 7.38 0.66 7.38

层1 三 叠 系 层2 层3 层4 层5 层6 层7 层8 层9 层10 层11 层12 层13 层14 层15 层16 层17

30 63 34.5 86 23.5 26.5 106.0 54.5 62 95 50 75 64 82.5 22 30.5 30

砂岩 泥岩 T—Ⅰ(上 油组) 泥岩 T—Ⅱ(中 油组) 泥岩 T—Ⅲ(下 油组) 泥岩 I油组 II油组 III油组 Ⅳ油组 V油组 泥岩 灰岩 泥岩 灰岩

2.29 2.04 2.11 2.04 2.19 2.04 2.11 2.04 2.30 2.59 2.59 2.26 2.58 2.3 2.78 2.3 2.78

0.30 0.32 0.29 0.32 0.33 0.32 0.3 0.32 0.29 0.27 0.25 0.26 0.22 0.27 0.21 0.27 0.21

石 炭 系

;hore ;h1 gen zon cyl p0 0 0 0 p1 0.165 0 0 p2 0 0 -30 p3 0 0.165 0 size 2 3 8 gen zon cyl p0 0 0 0 p1 0 0.165 0 p2 0 0 -30 p3 -0.165 0 0 size 2 3 8 gen zon cyl p0 0 0 0 p1 -0.165 0 0 p2 0 0 -30 p3 0 -0.165 0 size 2 3 8 gen zon cyl p0 0 0 0 p1 0 -0.165 0 p2 0 0 -30 p3 0.165 0 0 size 2 3 8 group h1 ………………. ;lay1 gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 2 0 0 p2 0 0 -30 p3 0 2 0 dim 0.165 0.165 0.165 0.165 size 1 3 8 6 rat 1 1 1 1.2 gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 2 0 p2 0 0 -30 p3 -2 0 0 dim 0.165 0.165 0.165 0.165 size 1 3 8 6 rat 1 1 1 1.2 gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 -2 0 0 p2 0 0 -30 p3 0 -2 0 dim 0.165 0.165 0.165 0.165 size 1 3 8 6 rat 1 1 1 1.2 gen zon radcyl p0 0 0 0 p1 0 -2 0 p2 0 0 -30 p3 2 0 0 dim 0.165 0.165 0.165 0.165 size 1 3 8 6 rat 1 1 1 1.2 gen zon bri p0 2 -2 0 p1 5 -2 0 p2 2 -2 -30 p3 2 2 0 size 4 3 8 rat 1.2 1 1 gen zon bri p0 2 2 0 p1 5 2 0 p2 2 2 -30 p3 2 5 0 size 4 3 4 rat 1.2 1 1.2 gen zon bri p0 2 2 0 p1 2 5 0 p2 2 2 -30 p3 -2 2 0 size 4 3 8 rat 1.2 1 1 gen zon bri p0 -2 2 0 p1 -2 5 0 p2 -2 2 -30 p3 -5 2 0 size 4 3 4 rat 1.2 1 1.2 gen zon bri p0 -2 -2 0 p1 -2 2 0 p2 -2 -2 -30 p3 -5 -2 0 size 8 3 4 rat 1 1 1.2 gen zon bri p0 -2 -2 0 p1 -5 -2 0 p2 -2 -2 -30 p3 -2 -5 0 size 4 3 4 rat 1.2 1 1.2 gen zon bri p0 -2 -5 0 p1 2 -5 0 p2 -2 -5 -30 p3 -2 -2 0 size 8 3 4 rat 1 1 0.833333 gen zon bri p0 2 -5 0 p1 5 -5 0 p2 2 -5 -30 p3 2 -2 0 size 4 3 4 rat 1.2 1 0.833333 group l1 ran group h17 not & group h16 not group h15 not group h14 not group h13 not group h12 not & group h11 not group h10 not group h9 not group h8 not group h7 not group h6 not & group h5 not group h4 not group h3 not group h2 not group h1 not …………….

网格模型的建立

8

7

6

2

1

9
3 4

5

10

11

12

2

1

3

4



rest grid1.sav mo e ini den 1.29e-3 ran group h1 ini den 1.04e-3 ran group h2 ini den 1.11e-3 ran group h3 ini den 1.04e-3 ran group h4 ini den 1.19e-3 ran group h5 ini den 1.04e-3 ran group h6 ini den 1.11e-3 ran group h7 ini den 1.04e-3 ran group h8 ini den 1.30e-3 ran group h9 ini den 1.59e-3 ran group h10 ini den 1.59e-3 ran group h11 ini den 1.26e-3 ran group h12 ini den 1.58e-3 ran group h13 ini den 1.3e-3 ran group h14 ini den 1.78e-3 ran group h15 ini den 1.3e-3 ran group h16 ini den 1.78e-3 ran group h17

弹性变形
ini den 1.29e-3 ran group l1 ini den 1.04e-3 ran group l2 ini den 1.11e-3 ran group l3 ini den 1.04e-3 ran group l4 ini den 1.19e-3 ran group l5 ini den 1.04e-3 ran group l6 ini den 1.11e-3 ran group l7 ini den 1.04e-3 ran group l8 ini den 1.30e-3 ran group l9 ini den 1.59e-3 ran group l10 ini den 1.59e-3 ran group l11 ini den 1.26e-3 ran group l12 ini den 1.58e-3 ran group l13 ini den 1.3e-3 ran group l14 ini den 1.78e-3 ran group l15 ini den 1.3e-3 ran group l16 ini den 1.78e-3 ran group l17



prop bu 0.83e3 sh 0.38e3 ran group h1 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group h2 prop bu 0.82e3 sh 0.34e3 ran group h3 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group h4 prop bu 0.49e3 sh 0.19e3 ran group h5 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group h6 prop bu 0.68e3 sh 0.31e3 ran group h7 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group h8 prop bu 2.05e3 sh 1.00e3 ran group h9 prop bu 2.08e3 sh 1.13e3 ran group h10 prop bu 2.12e3 sh 1.27e3 ran group h11 prop bu 1.56e3 sh 0.89e3 ran group h12 prop bu 2.34e3 sh 1.61e3 ran group h13 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 ran group h14 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 ran group h15 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 ran group h16 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 ran group h17 prop bu 0.83e3 sh 0.38e3 ran group l1 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group l2 prop bu 0.82e3 sh 0.34e3 ran group l3 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group l4 prop bu 0.49e3 sh 0.19e3 ran group l5 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group l6 prop bu 0.68e3 sh 0.31e3 ran group l7



prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 ran group l8 prop bu 2.05e3 sh 1.00e3 ran group l9 prop bu 2.08e3 sh 1.13e3 ran group l10 prop bu 2.12e3 sh 1.27e3 ran group l11 prop bu 1.56e3 sh 0.89e3 ran group l12 prop bu 2.34e3 sh 1.61e3 ran group l13 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 ran group l14 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 ran group l15 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 ran group l16 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 ran group l17 atta face fix x ran x -4.9 -5.1 fix x ran x 4.9 5.1 fix y ran y -4.9 -5.1 fix y ran y 4.9 5.1 fix z ran z -934.9 -935.1 set grav 0 0 -9.81 ini sxx -36 grad 0 0 0.001 ran z 0 -935 ini syy -48.01 grad 0 0 0.001 ran z 0 -935 ini szz -53.9 grad 0 0 0.013 ran z 0 -935 appl ns -53.9 ran z -0.1 0.1 hist unbal step 5000 save h1_e.sav



rest h1_e.sav model mohr ini den 1.29e-3 ran group h1 ini den 1.04e-3 ran group h2 ini den 1.11e-3 ran group h3 ini den 1.04e-3 ran group h4 ini den 1.19e-3 ran group h5 ini den 1.04e-3 ran group h6 ini den 1.11e-3 ran group h7 ini den 1.04e-3 ran group h8 ini den 1.30e-3 ran group h9 ini den 1.59e-3 ran group h10 ini den 1.59e-3 ran group h11 ini den 1.26e-3 ran group h12 ini den 1.58e-3 ran group h13 ini den 1.3e-3 ran group h14 ini den 1.78e-3 ran group h15 ini den 1.3e-3 ran group h16 ini den 1.78e-3 ran group h17 ini den 1.29e-3 ran group l1 ini den 1.04e-3 ran group l2 ini den 1.11e-3 ran group l3

朔性变形
ini den 1.04e-3 ran group l4 ini den 1.19e-3 ran group l5 ini den 1.04e-3 ran group l6 ini den 1.11e-3 ran group l7 ini den 1.04e-3 ran group l8 ini den 1.30e-3 ran group l9 ini den 1.59e-3 ran group l10 ini den 1.59e-3 ran group l11 ini den 1.26e-3 ran group l12 ini den 1.58e-3 ran group l13 ini den 1.3e-3 ran group l14 ini den 1.78e-3 ran group l15 ini den 1.3e-3 ran group l16 ini den 1.78e-3 ran group l17 prop bu 0.83e3 sh 0.38e3 tens 0.579 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 prop bu 0.82e3 sh 0.34e3 tens 0.489 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 prop bu 0.49e3 sh 0.19e3 tens 0.216 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 prop bu 0.68e3 sh 0.31e3 tens 0.351 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573

coh 3.42 fric 33.41 ran group h1 coh 0.36 fric 17.75 ran group h2 coh 2.16 fric 30.1 ran group h3 coh 0.36 fric 17.75 ran group h4 coh 1.269 fric 25 ran group h5 coh 0.36 fric 17.75 ran group h6 coh 2.067 fric 27.21 ran group h7 coh 0.36 fric 17.75 ran group h8





prop bu 2.05e3 sh 1.00e3 tens 0.987 coh 5.562 fric 41.96 ran group h9 prop bu 2.08e3 sh 1.13e3 tens 1.05 coh 6.162 fric 41 ran group h10 prop bu 2.12e3 sh 1.27e3 tens 0.819 coh 5.4 fric 38 ran group h11 prop bu 1.56e3 sh 0.89e3 tens 0.741 coh 6.3 fric 35 ran group h12 prop bu 2.34e3 sh 1.61e3 tens 0.78 coh 6.3 fric 41 ran group h13 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 tens 0.513 coh 0.63 fric 35 ran group h14 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 tens 2.64 coh 3.921 fric 39 ran group h15 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 tens 0.513 coh 0.63 fric 35 ran group h16 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 tens 2.64 coh 3.921 fric 39 ran group h17 prop bu 0.83e3 sh 0.38e3 tens 0.579 coh 3.42 fric 33.41 ran group l1 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 coh 0.36 fric 17.75 ran group l2 prop bu 0.82e3 sh 0.34e3 tens 0.489 coh 2.16 fric 30.1 ran group l3 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 coh 0.36 fric 17.75 ran group l4 prop bu 0.49e3 sh 0.19e3 tens 0.216 coh 1.269 fric 25 ran group l5 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 coh 0.36 fric 17.75 ran group l6 prop bu 0.68e3 sh 0.31e3 tens 0.351 coh 2.067 fric 27.21 ran group l7 prop bu 0.88e3 sh 0.36e3 tens 0.573 coh 0.36 fric 17.75 ran group l8 prop bu 2.05e3 sh 1.00e3 tens 0.987 coh 5.562 fric 41.96 ran group l9 prop bu 2.08e3 sh 1.13e3 tens 1.05 coh 6.162 fric 41 ran group l10 prop bu 2.12e3 sh 1.27e3 tens 0.819 coh 5.4 fric 38 ran group l11



prop bu 1.56e3 sh 0.89e3 tens 0.741 coh 6.3 fric 35 ran group l12 prop bu 2.34e3 sh 1.61e3 tens 0.78 coh 6.3 fric 41 ran group l13 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 tens 0.513 coh 0.63 fric 35 ran group l14 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 tens 2.64 coh 3.921 fric 39 ran group l15 prop bu 1.22e3 sh 0.66e3 tens 0.513 coh 0.63 fric 35 ran group l16 prop bu 10.27e3 sh 7.38e3 tens 2.64 coh 3.921 fric 39 ran group l17



atta face fix x ran x -4.9 -5.1 fix x ran x 4.9 5.1 fix y ran y -4.9 -5.1 fix y ran y 4.9 5.1 fix z ran z -934.9 -935.1 set grav 0 0 -9.81 ini sxx -36 grad 0 0 0.001 ran z 0 -935 ini syy -48.01 grad 0 0 0.001 ran z 0 935 ini szz -53.9 grad 0 0 0.013 ran z 0 935 appl ns -53.9 ran z -0.1 0.1 hist unbal ;hist gp zdisp 0.165 0 -93 step 5000 save h1_m.sav

挖 掉 钻 孔



rest h1_m.sav ini xd=0.0 yd=0.0 zd=0.0 ran x=-5,5 y=-5,5 z=0,-935 set large mo null ran group h1 mo null ran group h2 mo null ran group h3 mo null ran group h4 mo null ran group h5 mo null ran group h6 mo null ran group h7 mo null ran group h8 mo null ran group h9 mo null ran group h10 mo null ran group h11 mo null ran group h12 mo null ran group h13 mo null ran group h14 mo null ran group h15 mo null ran group h16 mo null ran group h17 hist unbal step 2000 save h2_n0.sav

井壁围岩

数 值 模 拟 计 算 结 果





关键地层岩性

底板深度 (m)

最大塑性 区厚度 (m)

围岩塑性区 层段的位置

侏罗系

砂岩

-4483
三叠 系 泥岩 哈拉哈塘 组 T—Ⅰ(上油组) 泥岩 阿克库勒 组 T—Ⅱ(中油组) 泥岩 T—Ⅲ(下油组) 泥岩 阿吐尔组 石炭 系 I油组 II油组 III油组 卡拉沙依 组 Ⅳ油组 V油组 泥岩

0 0.0925 下部 上部 中、下部 大部分 大部分 大部分 大部分 大部分 中、上部 下部

-4546 -4580.5 -4666.5 -4690 -4716.5 -4822.5 -4877 -4939 -5034 -5084 -5159 -5223 -5305.5
灰岩 泥岩

0.185 0.407 0.185 0.407 0.185 0.407 0.185 0.407 0.185 0 0 0 0 0 0 0.0925 0.185 0.0925 0 0.0925

下部 大部分 上部

-5327.5 -5358

巴楚组

下部 上部

奥陶系

灰岩

-5388

0.185 0

数值模拟结果
层段 深度 Smin( × 10) Smax(×-10) 侏罗系 哈 拉 哈 塘 组 三 叠 系 阿 克 库 勒 组 阿 吐 尔组 砂岩 泥岩 泥岩 上油组 泥岩 中油组 泥岩 下油组 泥岩 Ⅰ油组 Ⅰ油组 Ⅱ油组 Ⅲ油组 Ⅳ油组 Ⅴ油组 泥岩 灰岩 泥岩 灰岩 灰岩 4478 4488 4518 4563 4653 4673 4703 4763 4843 4873 4903 4983 5058 5113 5193 5263 5313 5343 5363 5378 6.32 5.67 5.70 6.54 5.79 5.79 5.91 6.70 6.00 6 6.71 6.73 6.80 6.81 6.85 6.86 6.86 6.88 7 7 3.75 3.75 3.74 3.78 3.74 3.71 3.75 3.83 3.74 3.76 3.86 3.89 3.90 3.91 3.92 3.91 3.89 3.93 3.86 3.92 X 方向 最大位 移 ( × e3) 8 15 31.6 8.1 31.4 20.5 22 7.8 28.3 10.7 2.3 2.0 1.8 2.5 1.4 3.5 0.7 3.4 0.6 0.3 Y 方 向 最 大 位 移(×e-3) 10 20.8 35.5 11.8 34.8 26.2 26.6 12.9 32.6 13.7 3.9 3.3 3.0 4.2 2.4 5.9 1.1 5.3 1 0.6 Z 方向 最大位 移(× e 3) 3.8 4 6.3 5.2 6.5 6 3.8 2.1 0.9 2.3 1.9 0.8 -0.03 -0.2 -0.1 -0.2 -0.07 -0.02 -0.006 0.0005

石 炭 系

卡 拉 沙 依 组

巴 楚 组 奥陶系

附录一:T301井断面附图 附录二:“复杂地质条件下战略导弹阵地围岩探测 技术及控制对策”报告附图 附录三:常用模型所需参数 参考书目:
FLAC3D Version2.0(User’s manual), Itasca Consulting Group.Inc FLAC Basis itasca Consulting Group.Inc,Minnesota USA UDEC (Universal Distinct Element Code) Version 3.0, Itasca Consulting Group.Inc,Minnesota USA UDEC3D User’s manual, Itasca Consulting Group.Inc

常用模型所需输入性质
弹性模型
剪切模量 体积模量 密度

摩尔-库仑模型
剪切模量 体积模量 密度 摩擦角 粘结力 抗拉强度

FLAC3D数值模拟技术 End


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