FLAC/FLAC3D基礎與工程實例

本書系統地介紹了FLAC/FLAc3D軟體的操作方法、基本理論和工程套用。分為入門篇的主要對象是軟體的初學者，套用篇介紹FLAC和FLAC3D在岩土工程領域中的套用實例。

基本介紹

• 書名：FLAC/FLAC3D基礎與工程實例
• 作者：陳育民
• ISBN：9787508459172
• 定價：58.00 元
• 出版社：中國水利水電出版社
• 出版時間：2009
• 開本： 16

內容簡介

《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》系統地介紹了FLAC/FLAc3D軟體的操作方法、基本理論和工程套用。《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》分為三大部分共21章，即入門篇(第1～7章)、專題篇(第8～14章)和套用篇(第15～20章)。入門篇的主要對象是軟體的初學者，主要介紹軟體的功能與特性、FLAC和FLAC3D的入門知識、前後處理的基本方法以及初始應力的生成方法等，通過這些章節的學習可以使初學者達到快速入門的目的。專題篇主要針對FLAC3D中的一些常用功能做較深入的探討，包括接觸面、結構單元、動力分析、流固耦合分析、自定義本構模型以及邊坡安全係數求解等，通過這些專題章節的學習，讀者可以了解特定問題的解決方法和基本思路。套用篇介紹FLAC和FLAC3D在岩土工程領域中的套用實例，包括冰漬土邊坡穩定性分析、阪神地震的液化大變形分析、抗液化排水樁的抗震分析、深基坑開挖分析、板樁碼頭的變形分析、盾構隧道開挖的數值模擬等，這些實例囊括了所有專題章節的內容，具有較強的針對性和實用性，其中有些實例也是作者近年來的研究成果。另外，本書第21章還對FLAC/FLAC3D軟體學習過程中會遇到的一些常見問題、軟體的錯誤提示做了總結，並對軟體學習提出一些建議。

《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》所附光碟提供了書中所有章節涉及到的命令檔案和計算結果，光碟中的檔案是按照章節進行整理的，讀者可以方便地查閱各章中出現的命令檔案。同時，光碟中還包含作者近幾年來在河海大學、同濟大學、東南大學、河南工業大學等高校做的FLAc/FLAC3D套用交流的PPT檔案，供讀者參考。

《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》適合土木工程、水利工程、採礦工程等領域的工程技術人員學習和參考。

編輯推薦

通過《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》的學習，可以掌握FLAC和FLAC3D的入門知識、前後處理的基本方法以及初始應力的生成方法等。接著可以學習到FLAC3D接觸面、結構單元、動力分析、流固耦合分析、自定義本構模型以及邊坡安全係數求解等。最後通過豐富的實例講解FLAC和FLAC3D在岩土工程領域中的套用，包括冰漬土邊坡穩定性分析、阪神地震的液化大變形分析、抗液化排水樁的抗震分析、深基坑開挖分析、板樁碼頭的變形分析、盾構隧道開挖的數值模擬等，這些實例囊括了所有專題章節的內容，具有較強的針對性和實用性，其中部分實例是作者近年來的研究成果。《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》最後還對FLAC/FLAC3D學習中可能遇到的常見問題進行了總結。

《FLAC\FLAC3D基礎與工程實例》所附光碟提供所有章節涉及到的命令檔案和計算結果，還包括作者在河海大學、同濟大學、東南大學、河南工業大學等高校進行FLAC/FLAC3D套用交流講座的PowerPoint檔案。

深入淺出講解FLAC技術全程解析實際FLAC工程與科研實例多年分析實踐與技術講座的完美結合，超值贈送內容豐富的命令檔案與PowerPoint講義DVD光碟。

目錄

前言

第1章FIAC/FIAC3D的功能與特性

1．1FIAC/FIAC3D簡介

1．2FIAC/FIAC3D的主要特點

1．2．1FIAC/FIAC3D的使用特徵

1．2．2FIAC/FIAC3D的計算特徵

1．2．3FIAC/FIAC3D的求解流程

1．3FIAC/FIAC3D的套用範圍

1．4FIAC/FIAC3D的不足

第2章FIAC3D快速入門

2．1初識FIAC3D

2．1．1圖形界面

2．1．2分析的基本組成部分

2．1．3簡單分析命令概要

2．1．4檔案類型

2．1．5結果輸出

2．2簡單示例

2．3收斂標準

2．3．1常用收斂標準

2．3．2自定義收斂標準

2．4求解過程中有關變數的解釋

2．4．1不平衡力

2．4．2格線節點速度

2．4．3塑性區標識

2．4．4歷時曲線

2．5本章小結

第3章FIAC快速入門

3．1概述

3．1．1使用界面介紹

3．1．2格線和節點

3．1．3修改程式記憶體

3．2一個簡單的實例

3．2．1問題描述

3．2．2啟動FIAC

3．2．3建立格線

3．2．4定義材料

3．2．5定義邊界條件

3．2．6重力設定

3．2．7初始應力計算

3．2．8保存狀態檔案

3．2．9查看初始應力計算結果

3．2．10查看最大不平衡力

3．2．I1實施開挖

3．2．12設定歷史變數

3．2．13開挖計算並保存

3．2．14後處理

3．3檔案系統

3．4功能模組介紹

3．4．1BuiId選項卡——建立格線

3．4．2AIter選項卡——修改格線

3．4．3MateriaI選項卡——材料賦值

3．4．4InSitu選項卡——初始條件和邊界條件

3．4．5Structure選項卡——結構單元

3．4．6IItiIity選項卡——套用功能

3．4．7Settings選項卡——計算設定

3．4．8PIot選項卡——後處理

3．4．9Run選項卡——求解

3．5套用實例——路堤堆載的模擬

3．5．1問題描述

3．5．2建立格線

3．5．3材料賦值

3．5．4邊界條件

3．5．5初始應力計算

3．5．6路堤堆載的模擬

3．5．7後處理

3．6本章小結

第4章計算原理與本構模型

4．1計算基本原理

4．1．1有限差分法

4．1．2混合離散法

4．1．3求解過程

4．2本構模型

4．2．1空模型

4．2．2彈性模型

4．2．3塑性模型

4．2．4本構模型的選擇

4．2．5本構模型的執行方式

4．3本章小結

第5章FIAC3D的格線建模方法

5．1格線生成器及套用

5．1．1基本形狀格線的特徵

5．1．2基本形狀格線的建立

5．1．3基本形狀格線的連線與分離

5．1．4FISH在格線建模中的套用

5．1．5套用實例——層狀邊坡三維格線的生成

5．2其他軟體的格線導入

5．2．1FIAC3D的格線單元數據形式

5．2．2與其他軟體的導入接口以ABAQUS為例

5．3本章小結

第6章FIAC3D的後處理

6．1概述

6．2基本後處理功能

6．2．1PIOT命令的格式

6．2．2PIOT圖形的輸出

6．2．3初始應力計算結果的後處理

6．2．4查看施載入荷後計算結果的後處理

6．3其他軟體的後處理——TecpIot

6．4本章小結

第7章初始地應力場的生成及套用

7．1初始地應力場生成方法

7．1．1彈性求解法

7．1．2更改強度參數的彈塑性求解法

7．1．3分階段彈塑性求解法

7．2．1個簡單的例子

7．2．1設定初始應力的彈塑性求解

7．2．2存在靜水壓力的初始地應力場生成

7．2．3水下建築物的初始應力場生成

7．2．4深埋工程的初始應力場生成

7．3套用實例——路基施工過程模擬

7．3．1問題描述

7．3．2模型建立

7．3．3初始應力計算

7．3．4施工過程模擬

7．3．5繪製沉降曲線

7．4本章小結

第8章FISH語言

8．1兩個問題

8．2從最簡單的程式開始

8．3基本知識

8．3．1函式與變數

8．3．2數據類型

8．4主要語句

8．4．1選擇語句

8．4．2條件語句

8．4．3循環語句

8．4．4命令語句

8．5內置變數與函式

8．5．1變數與函式的類型

8．5．2單元遍歷與節點遍歷

8．6套用實例

8．6．1讓土體的模量隨小主應力變化

8．6．2分級載入的施加與監測

8．6．3獲得最大位移的大小及發生位置

8．6．4得到主應力差雲圖

8．7編程與查錯技巧

8．7．1編程技巧

8．7．2查錯方法

8．8本章小結

第9章接觸面

9．1概述

9．2基本理論

9．2．1FIAC3D中接觸面的基本理論

9．2．2FIAC中的接觸面理論

9．3FIAC3D接觸面幾何模型的建立

9．3．1移來移去法

9．3．2導來導去法

9．3．3切割模型法

9．3．4接觸面建立所存在的問題

9．4FIAC接觸面幾何模型的建立

9．5接觸面參數的選取

9．5．1接觸面參數的確定

9．5．2接觸面參數的影響

9．6單樁靜載荷試驗模擬

9．7與接觸面有關的常用命令

9．8本章小結

第10章結構單元及套用

10．1概述

10．1．1基本術語

10．1．2幾何模型的建立

10．1．3結構單元的連線

10．1．4邊界條件與初始條件

10．1．5局部坐標系與符號約定

10．2結構單元的基本原理

10．2．1梁(beam)單元

10．2．2錨索(cabIe)單元

10．2．3樁(piIe)單元

10．2．4殼(sheII)單元

10．2．5土工格柵(geogrid)單元

10．2．6初襯(Iiner)單元

10．3後處理

10．3．1結構節點的輸出信息及歷史變數

10．3．2結構構件的輸出信息及歷史變數

10．4套用實例

10．4．1使用梁單元進行開挖支護

10．4．2關於預應力錨桿的模擬

10．4．3結構單元的動力回響

10．5本章小結

第11章非線性動力反應分析

11．1概述

11．1．1與等效線性方法的關係

11．1．2FIAC3D動力計算採用的本構模型

11．2動力時間步

11．3動態多步

11．4動力載荷和邊界條件

11．4．1動力載荷的類型與施加方法

11．4．2邊界條件的設定

11．4．3地震載荷的輸入

11．5力學阻尼

11．5．1瑞利阻尼(RayIeighdamping)

11．5．2局部阻尼(Ioca1damping)

11．5．3滯後阻尼(Hystereticdamping)

11．5．4關於阻尼設定的一些討論

11．6格線尺寸的要求

11．7輸入載荷的校正

11．7．1濾波

11．7．2基線校正

11．8動孔壓模型與土體的液化

11．9完全非線性動力耦合分析步驟

11．10套用實例——振動台液化試驗模擬

11．10．1計算模型及參數

11．10．2計算過程

11．10．3計算結果與分析

11．I1本章小結

第12章流一固相互作用分析

12．1概述

12．2流固相互作用的兩種計算模式

12．2．1無滲流模式

12．2．2滲流模式

12．3流體分析的參數和單位

12．3．1滲透係數

12．3．2密度

12．3．3流體模量

12．3．4孔隙率

12．3．5飽和度

12．3．6流體的抗拉強度

12．4流體邊界條件

12．4．1透水邊界與不透水邊界

12．4．2其他滲流條件

12．4．3關於流體邊界條件的討論

12．5流體問題的求解

12．5．1時標(TimescaIe)

12．5．2完全耦合分析方法的選擇

12．5．3固定孔壓分析(有效應力分析)

12．5．4單滲流分析建立孔壓分布

12．5．5無滲流——力學引起的孔壓

12．5．6流固耦合分析

12．6套用實例

12．6．1心牆土壩的滲流

12．6．2真空預壓的簡單模擬

12．7本章小結

第13章自定義本構模型

13．1自定義本構模型的實現

13．2模型運行方法

13．2．1編譯項目

13．2．2創建一個新的項目

13．2．3選擇ReIease/Debug編譯選項

13．2．4改變輸出檔案名稱為自定義的DII

13．2．5在項目中添加用戶自定義的源檔案和頭檔案

13．3以MohrCouIomb模型為例

13．3．1頭檔案(usermohr．b)

13．3．2C++源檔案(usermohr．cpp)

13．4開發實例——Duncan．Chang模型的開發

13．4．1理論描述

13．4．2開發流程

13．4．3調試與驗證

13．5本章小結

第14章邊坡安全係數求解

14．1強度折減法

14．1．1基本原理

14．1．2實現過程

14．2套用實例

14．2．1安全係數求解

14．2．2自編強度折減法的實現

14．3強度折減法評述及使用建議

14．3．1強度折減法評述

14．3．2強度折減法使用建議

14．4本章小結

第15章冰磧土邊坡穩定性研究

15．1概述

15．2邊坡工程地質模型

15．3冰磧土抗剪強度參數研究

15．3．1冰磧土的組成和結構特性

15．3．2抗剪強度參數研究思路

15．3．3冰磧土結構的元胞自動機模擬

15．3．4元胞自動機模型的導入

15．3．5三軸數值模擬試驗

15．3．6試驗結果及分析

15．3．7抗剪強度預測模型

15．4邊坡穩定性分析方法研究

15．4．1邊坡穩定性綜合分析方法構建

15．4．2簡化一次二階矩法(Sfosm法)

15．4．3邊坡穩定的FIAC3D分析

15．4．4邊坡可靠度分析

15．5本章小結

第16章阪神地震液化大變形分析

16．1前言

16．2液化後流動本構模型及其在FIAC3D中的開發

16．2．1液化後流動本構模型

16．2．2一般應力條件下飽和砂土液化的判定準則

16．2．3開發過程

16．2．4PIFinn模型的開發流程

16．2．5液化狀態指示器的編寫

16．3前處理

16．3．1模型尺寸及計算參數

16．3．2地震波的調整

16．3．3格線劃分

16．4靜力計算結果

16．5動力計算結果

16．5．1變形分析

16．5．2液化區比較

16．6本章小結

第17章抗液化排水樁的數值模擬

17．1概述

17．2前處理

17．2．1格線建立與初始應力生成

17．2．2樁模型及接觸面單元的生成

17．3震前初始應力狀態的計算

17．4動力計算

17．4．1動力輸入

17．4．2單元額外變數的定義

17．4．3歷史變數的記錄

17．5計算結果與分析

17．5．1超孔壓比分析

17．5．2超孔壓與豎直向有效應力分析

17．6本章小結

第18章深基坑工程分析

18．1前言

18．1．1工程概況

18．1．2基坑圍護方案

18．2計算模型及參數

18．3分析過程

18．3．1初始應力計算

18．3．2支護樁的施工

18．3．3開挖計算

18．4計算結果分析

18．5本章小結

第19章裝配式防波堤的變形分析

19．1概述

19．2分析思路

19．2．1Beam單元

19．2．2PiIe單元

19．2．3Inter．face單元

19．3施工過程的模擬

19．3．1計算模型及參數

19．3．2計算步驟

19．4波浪載荷作用下結構的變形分析

19．4．1分析方法

19．4．2波浪載荷的計算

19．4．3波峰作用下的計算結果

19．4．4波谷作用下的計算結果

19．5計算結論與本章小結

第20章盾構開挖對軟粘土地層的擾動模擬

20．1概述

20．2問題描述

20．3FIAC3D模擬隧道開挖中若干問題的解決

20．3．1採用修正劍橋模型模擬軟粘土地層應力應變特性

20．3．2流固耦合模擬隧道開挖地層變形時效性

20．3．3殼單元模擬隧道襯砌支護

20．4計算檔案

20．5計算結果分析

20．6本章小結

第2I章常見問題及學習建議

21．1常見問題及其解答

21．2常見錯誤提示及其解決辦法

21．3學習經驗和建議

附錄AFIAC3D命令一覽

附錄BFIAC3D的FISH保留字

附錄CFLAC的FISH保留字

參考文獻

……