土木工程FLAC/FLAC 3D實用教程
書號： | 58659 | ISBN： | 978-7-111-58659-3 |
作者： | 劉波 | 印次： | 1-1 |
責編： | 馬軍平 李帥 | 開本： | 16開 |
字數： | 482千字 | 定價： | 69.0 |
所屬叢書： | 土木工程數值分析與工程軟體套用系列教程 | ||
裝訂： | 平裝 | 出版日期： | 2018-05-31 |
本書的體系結構主要從實用性方面進行考慮的。全書分11章，主要包括有限差分FLAC數值計算的基本原理，FLAC/FLAC3D的模型和功能模組，FLAC/FLAC3D命令及FIAH語言，工程實例分析和命令流等方面。本書深入淺出的介紹了FLAC/FLAC3D的基本原理，採用簡單實例對FLAC/FLAC3D的建模計算步驟進行了介紹，並對相應命令流進行了較為詳細的說明，以使讀者能快速入門。同時，本書給出了基礎工程問題、邊坡問題、基坑工程問題、捷運施工相關問題及礦山巷道相關問題的工程實例分析，對有一定FLAC軟體套用經驗的研究人員也具有參考價值。
前 言
第1 章 有限差分法與FLAC 數值計算 1
1. 1 有限差分法基本概念 1
1. 2 差分格式的建立 4
1. 3 FLAC / FLAC 3D 基本原理 5
1. 3. 1 FLAC / FLAC 3D 的基本特徵 5
1. 3. 2 FLAC 格線劃分 6
1. 3. 3 一維問題FLAC 計算流程 7
1. 3. 4 平面問題FLAC 有限差分原理 10
1. 3. 5 三維問題FLAC 3D 有限差分原理 16
第2 章 FLAC / FLAC 3D 的模型與功能模組 18
2. 1 FLAC / FLAC 3D 的材料模型 18
2. 2 FLAC / FLAC 3D 的結構單元 23
2. 2. 1 梁(Beam) 單元 23
2. 2. 2 錨索(Cable) 單元 25
2. 2. 3 樁(Pile) 單元 28
2. 2. 4 二維岩石錨桿(Rockbolt) 單元 29
2. 2. 5 二維條帶(Strip) 單元 29
2. 2. 6 二維支撐(Support) 單元 30
2. 2. 7 三維殼體(Shell) 單元 31
2. 2. 8 襯砌(Liner) 單元 31
2. 2. 9 三維土工格柵(Geogrid) 單元 33
2. 3 FLAC / FLAC 3D 高級功能與可選模組 35
2. 3. 1 熱力學分析 35
2. 3. 2 蠕變分析 35
2. 3. 3 兩相流分析 36
2. 3. 4 動力學分析 37
2. 3. 5 基於C++的用戶自定義模型 39
第3 章 FLAC / FLAC 3D 命令及功能描述 40
3. 1 FLAC 命令約定及特點 40
3. 1. 1 語法 40
3. 1. 2 互動式輸入 41
3. 2 單元節點編號和面的方向約定 41
3. 3 命令功能描述 42
3. 3. 1 輸入幾何條件 42
3. 3. 2 創建命名對象 45
3. 3. 3 指定本構模型及其特性值 47
3. 3. 4 指定初始條件 47
3. 3. 5 邊界條件 51
3. 3. 6 指定結構單元 53
3. 3. 7 用戶自定義的變數和函式 62
3. 3. 8 在運算過程中監控模型的狀態 63
3. 3. 9 運算求解 68
3. 3. 10 模型狀態的輸出 69
3. 4 FLAC 3D 5. 0 新功能介紹 72
3. 4. 1 格線拉伸工具 75
3. 4. 2 創建視圖中的操作 83
3. 4. 3 拉伸視圖中的操作 89
第4 章 FLAC 內置的FISH 語言 93
4. 1 FISH 語言的語法規則 93
4. 1. 1 命令行 93
4. 1. 2 函式名、變數名和潛在的衝突 94
4. 1. 3 變數作用範圍 99
4. 1. 4 函式組成、賦值和調用格式 99
4. 1. 5 數據類型 101
4. 1. 6 算術表達式和類型轉換 102
4. 1. 7 字元串 102
4. 1. 8 刪除和重定義FISH 函式 103
4. 1. 9 FISH 控制語句 104
4. 2 FLAC 與FISH 互動作用 106
4. 2. 1 FISH 調用 106
4. 2. 2 FLAC 明確定義的標量變數 107
4. 2. 3 格線點變數與單元變數 107
4. 2. 4 應變計算 108
4. 2. 5 Table 特殊函式 108
4. 2. 6 直接訪問記憶體的特殊函式 109
4. 2. 7 FISH 的輸入/輸出程式 109
第5 章 採用FLAC 建模計算的步驟及簡單實例分析 111
5. 1 簡單的隧道分析 111
第1 章 有限差分法與FLAC 數值計算 1
1. 1 有限差分法基本概念 1
1. 2 差分格式的建立 4
1. 3 FLAC / FLAC 3D 基本原理 5
1. 3. 1 FLAC / FLAC 3D 的基本特徵 5
1. 3. 2 FLAC 格線劃分 6
1. 3. 3 一維問題FLAC 計算流程 7
1. 3. 4 平面問題FLAC 有限差分原理 10
1. 3. 5 三維問題FLAC 3D 有限差分原理 16
第2 章 FLAC / FLAC 3D 的模型與功能模組 18
2. 1 FLAC / FLAC 3D 的材料模型 18
2. 2 FLAC / FLAC 3D 的結構單元 23
2. 2. 1 梁(Beam) 單元 23
2. 2. 2 錨索(Cable) 單元 25
2. 2. 3 樁(Pile) 單元 28
2. 2. 4 二維岩石錨桿(Rockbolt) 單元 29
2. 2. 5 二維條帶(Strip) 單元 29
2. 2. 6 二維支撐(Support) 單元 30
2. 2. 7 三維殼體(Shell) 單元 31
2. 2. 8 襯砌(Liner) 單元 31
2. 2. 9 三維土工格柵(Geogrid) 單元 33
2. 3 FLAC / FLAC 3D 高級功能與可選模組 35
2. 3. 1 熱力學分析 35
2. 3. 2 蠕變分析 35
2. 3. 3 兩相流分析 36
2. 3. 4 動力學分析 37
2. 3. 5 基於C++的用戶自定義模型 39
第3 章 FLAC / FLAC 3D 命令及功能描述 40
3. 1 FLAC 命令約定及特點 40
3. 1. 1 語法 40
3. 1. 2 互動式輸入 41
3. 2 單元節點編號和面的方向約定 41
3. 3 命令功能描述 42
3. 3. 1 輸入幾何條件 42
3. 3. 2 創建命名對象 45
3. 3. 3 指定本構模型及其特性值 47
3. 3. 4 指定初始條件 47
3. 3. 5 邊界條件 51
3. 3. 6 指定結構單元 53
3. 3. 7 用戶自定義的變數和函式 62
3. 3. 8 在運算過程中監控模型的狀態 63
3. 3. 9 運算求解 68
3. 3. 10 模型狀態的輸出 69
3. 4 FLAC 3D 5. 0 新功能介紹 72
3. 4. 1 格線拉伸工具 75
3. 4. 2 創建視圖中的操作 83
3. 4. 3 拉伸視圖中的操作 89
第4 章 FLAC 內置的FISH 語言 93
4. 1 FISH 語言的語法規則 93
4. 1. 1 命令行 93
4. 1. 2 函式名、變數名和潛在的衝突 94
4. 1. 3 變數作用範圍 99
4. 1. 4 函式組成、賦值和調用格式 99
4. 1. 5 數據類型 101
4. 1. 6 算術表達式和類型轉換 102
4. 1. 7 字元串 102
4. 1. 8 刪除和重定義FISH 函式 103
4. 1. 9 FISH 控制語句 104
4. 2 FLAC 與FISH 互動作用 106
4. 2. 1 FISH 調用 106
4. 2. 2 FLAC 明確定義的標量變數 107
4. 2. 3 格線點變數與單元變數 107
4. 2. 4 應變計算 108
4. 2. 5 Table 特殊函式 108
4. 2. 6 直接訪問記憶體的特殊函式 109
4. 2. 7 FISH 的輸入/輸出程式 109
第5 章 採用FLAC 建模計算的步驟及簡單實例分析 111
5. 1 簡單的隧道分析 111
5. 2 條基試驗 112
5. 3 馬蹄形隧道的建立 115
5. 4 傾斜節理的產生 116
5. 5 簡單邊坡的生成 117
5. 6 二級格線的連線 118
5. 7 關於破壞的解釋 120
5. 8 地表沉降計算分析 121
第6 章 採用FLAC 3D 建模計算的步驟及簡單實例分析 125
6. 1 簡單的基坑開挖問題 125
6. 2 格線的合併連線 126
6. 3 界面的形成 127
6. 4 隧道的生成 128
6. 5 複雜隧道的生成 130
6. 6 模型材料問題 140
6. 7 交界面的合併連線問題 142
6. 8 初始應力條件問題 144
6. 9 破壞問題分析 146
第7 章 基礎工程問題的數值計算 148
7. 1 莫爾-庫侖材料上的條形及圓形基礎計算 147
7. 1. 1 問題描述 148
7. 1. 2 理論解 148
7. 1. 3 建模過程 149
7. 1. 4 建模數據檔案 150
7. 1. 5 結果及討論 152
7. 2 劍橋黏土排水與不排水三軸壓縮的數值模擬 156
7. 2. 1 問題描述 156
7. 2. 2 理論解 156
7. 2. 3 FLAC 模型 158
7. 2. 4 建模數據檔案 159
7. 2. 5 結果及討論 169
7. 3 鑽孔的孔隙彈性回響分析 172
7. 3. 1 問題描述 172
7. 3. 2 理論解 172
7. 3. 3 模型 174
7. 3. 4 建模數據檔案 175
7. 3. 5 結果討論 183
第8 章 邊坡問題的數值計算 186
8. 1 邊坡穩定性係數的求解 186
8. 1. 1 問題描述 186
8. 1. 2 建模過程 186
8. 1. 3 建模數據檔案 186
8. 1. 4 結果及討論 187
8. 2 岩石邊坡穩定性分析 188
8. 2. 1 問題描述 188
8. 2. 2 建模過程 189
8. 2. 3 建模數據檔案 190
8. 2. 4 結果及討論 191
8. 3 豎向及水平荷載作用下混凝土樁計算 192
8. 3. 1 問題描述 192
8. 3. 2 建模過程 193
8. 3. 3 建模數據檔案 196
8. 3. 4 結果及討論 204
第9 章 基坑工程相關問題的數值計算 205
9. 1 盾構井的開挖及穩定性研究 205
9. 1. 1 問題描述 205
9. 1. 2 建模過程 207
9. 1. 3 結果及討論 207
9. 2 基坑開挖過程中的滲流問題 211
9. 2. 1 問題描述 211
9. 2. 2 建模過程 212
9. 2. 3 建模數據檔案 213
9. 2. 4 結果及討論 215
9. 3 平安國際金融中心深基坑開挖對鄰近捷運車站影響研究 217
9. 3. 1 問題描述 217
9. 3. 2 建模過程 218
9. 3. 3 結果及討論 221
第10 章 捷運施工相關問題的數值分析 247
10. 1 在盾構法隧道基礎上擴挖捷運車站的數值分析 247
10. 1. 1 問題描述 247
10. 1. 2 工程概況 247
10. 1. 3 建模過程 248
10. 1. 4 雙隧道施工引起地表沉降的模擬 249
10. 1. 5 雙隧盾構基礎上擴挖成站施工引起地表沉降的模擬 251
10. 2 捷運隧道穿越高層建築樁基托換工程分析 253
10. 2. 1 工程概況 253
10. 2. 2 動態施工三維數值分析模型建立 254
10. 2. 3 捷運隧道穿越樁基施工數值模擬最佳化 257
10. 2. 4 捷運隧道穿越樁基區力學行為分析 261
10. 2. 5 樁基托換方案研究與關鍵施工技術 263
10. 2. 6 樁基托換工程的實測分析與效果評價 266
10. 3 FLAC 3D 二次開發———捷運施工誘發地層沉降分析 268
10. 3. 1 單隧道施工過程模擬及其誘發地層環境損傷分析的自動建模 269
10. 3. 2 捷運隧道下穿建築基礎誘發地層變形空間效應的實例分析 273
10. 3. 3 雙隧道施工過程模擬及其誘發地層環境損傷預測的自動建模 278
10. 3. 4 捷運平行雙隧道開挖的套用實例分析 282
第11 章 礦山巷道開挖相關問題的數值分析 286
11. 1 礦柱受壓問題 286
11. 1. 1 問題的描述 286
11. 1. 2 建模過程 286
11. 1. 3 結果討論 287
11. 2 傾斜地層中巷道開挖的數值分析 287
11. 2. 1 問題的描述 287
11. 2. 2 建模過程 288
11. 2. 3 結果討論 290
11. 3 破碎岩體中巷道的維修與支護的數值分析(實例) 290
11. 3. 1 工程背景及問題描述 290
11. 3. 2 建模過程 291
11. 3. 3 結果討論 293
11. 4 晉煤集團趙莊二號井1305 工作面數值模擬分析 293
11. 4. 1 工程背景及問題描述 293
11. 4. 2 建模過程 294
11. 4. 3 結果討論 297
5. 3 馬蹄形隧道的建立 115
5. 4 傾斜節理的產生 116
5. 5 簡單邊坡的生成 117
5. 6 二級格線的連線 118
5. 7 關於破壞的解釋 120
5. 8 地表沉降計算分析 121
第6 章 採用FLAC 3D 建模計算的步驟及簡單實例分析 125
6. 1 簡單的基坑開挖問題 125
6. 2 格線的合併連線 126
6. 3 界面的形成 127
6. 4 隧道的生成 128
6. 5 複雜隧道的生成 130
6. 6 模型材料問題 140
6. 7 交界面的合併連線問題 142
6. 8 初始應力條件問題 144
6. 9 破壞問題分析 146
第7 章 基礎工程問題的數值計算 148
7. 1 莫爾-庫侖材料上的條形及圓形基礎計算 147
7. 1. 1 問題描述 148
7. 1. 2 理論解 148
7. 1. 3 建模過程 149
7. 1. 4 建模數據檔案 150
7. 1. 5 結果及討論 152
7. 2 劍橋黏土排水與不排水三軸壓縮的數值模擬 156
7. 2. 1 問題描述 156
7. 2. 2 理論解 156
7. 2. 3 FLAC 模型 158
7. 2. 4 建模數據檔案 159
7. 2. 5 結果及討論 169
7. 3 鑽孔的孔隙彈性回響分析 172
7. 3. 1 問題描述 172
7. 3. 2 理論解 172
7. 3. 3 模型 174
7. 3. 4 建模數據檔案 175
7. 3. 5 結果討論 183
第8 章 邊坡問題的數值計算 186
8. 1 邊坡穩定性係數的求解 186
8. 1. 1 問題描述 186
8. 1. 2 建模過程 186
8. 1. 3 建模數據檔案 186
8. 1. 4 結果及討論 187
8. 2 岩石邊坡穩定性分析 188
8. 2. 1 問題描述 188
8. 2. 2 建模過程 189
8. 2. 3 建模數據檔案 190
8. 2. 4 結果及討論 191
8. 3 豎向及水平荷載作用下混凝土樁計算 192
8. 3. 1 問題描述 192
8. 3. 2 建模過程 193
8. 3. 3 建模數據檔案 196
8. 3. 4 結果及討論 204
第9 章 基坑工程相關問題的數值計算 205
9. 1 盾構井的開挖及穩定性研究 205
9. 1. 1 問題描述 205
9. 1. 2 建模過程 207
9. 1. 3 結果及討論 207
9. 2 基坑開挖過程中的滲流問題 211
9. 2. 1 問題描述 211
9. 2. 2 建模過程 212
9. 2. 3 建模數據檔案 213
9. 2. 4 結果及討論 215
9. 3 平安國際金融中心深基坑開挖對鄰近捷運車站影響研究 217
9. 3. 1 問題描述 217
9. 3. 2 建模過程 218
9. 3. 3 結果及討論 221
第10 章 捷運施工相關問題的數值分析 247
10. 1 在盾構法隧道基礎上擴挖捷運車站的數值分析 247
10. 1. 1 問題描述 247
10. 1. 2 工程概況 247
10. 1. 3 建模過程 248
10. 1. 4 雙隧道施工引起地表沉降的模擬 249
10. 1. 5 雙隧盾構基礎上擴挖成站施工引起地表沉降的模擬 251
10. 2 捷運隧道穿越高層建築樁基托換工程分析 253
10. 2. 1 工程概況 253
10. 2. 2 動態施工三維數值分析模型建立 254
10. 2. 3 捷運隧道穿越樁基施工數值模擬最佳化 257
10. 2. 4 捷運隧道穿越樁基區力學行為分析 261
10. 2. 5 樁基托換方案研究與關鍵施工技術 263
10. 2. 6 樁基托換工程的實測分析與效果評價 266
10. 3 FLAC 3D 二次開發———捷運施工誘發地層沉降分析 268
10. 3. 1 單隧道施工過程模擬及其誘發地層環境損傷分析的自動建模 269
10. 3. 2 捷運隧道下穿建築基礎誘發地層變形空間效應的實例分析 273
10. 3. 3 雙隧道施工過程模擬及其誘發地層環境損傷預測的自動建模 278
10. 3. 4 捷運平行雙隧道開挖的套用實例分析 282
第11 章 礦山巷道開挖相關問題的數值分析 286
11. 1 礦柱受壓問題 286
11. 1. 1 問題的描述 286
11. 1. 2 建模過程 286
11. 1. 3 結果討論 287
11. 2 傾斜地層中巷道開挖的數值分析 287
11. 2. 1 問題的描述 287
11. 2. 2 建模過程 288
11. 2. 3 結果討論 290
11. 3 破碎岩體中巷道的維修與支護的數值分析(實例) 290
11. 3. 1 工程背景及問題描述 290
11. 3. 2 建模過程 291
11. 3. 3 結果討論 293
11. 4 晉煤集團趙莊二號井1305 工作面數值模擬分析 293
11. 4. 1 工程背景及問題描述 293
11. 4. 2 建模過程 294
11. 4. 3 結果討論 297
