FLAC/FLAC3D基礎(chǔ)與工程實(shí)例

前言

　　FLAC是國際通用的巖土工程專業(yè)分析軟件，具有強(qiáng)大的計算功能和廣泛的模擬能力，尤其在大變形問題的分析方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。軟件提供的針對巖土體和支護(hù)體系的各種本構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)單元更突出了FLAC的“專業(yè)”特性，因此在國際巖土工程界非常流行。在國內(nèi)，F(xiàn)LAC的應(yīng)用也日漸廣泛，擁有越來越多的用戶群，而相關(guān)學(xué)習(xí)材料還不夠豐富，本書為廣大的FLAC使用者提供了新的參考素材。　　全書分為入門篇、專題篇和應(yīng)用篇，分別針對FLAC和FLAC3D的基礎(chǔ)知識、專題模塊和工程應(yīng)用做了系統(tǒng)介紹。站在初學(xué)者的立場講解復(fù)雜的軟件應(yīng)用方法是本書的最大特色，書中不乏大量簡單卻具有說明性的小算例，用以描述煩瑣的軟件命令和計算功能，通過循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，使讀者盡快掌握軟件的使用方法和基本命令。同時，本書還提供了巖土工程中常見工程的應(yīng)用范例，為讀者進(jìn)一步開展軟件的應(yīng)用實(shí)踐提供參考。全書涉及靜力分析、動力分析、接觸分析、流固耦合分析、二次開發(fā)等眾多領(lǐng)域，既考慮到初學(xué)者的入門需求，又對已具有一定基礎(chǔ)的讀者提供引導(dǎo)和建議，是FLAC和FLAC3D軟件愛好者和使用者值得參考的圖書?！　∽髡咧魂愑袷俏乙郧爸笇?dǎo)的博士生，在河海大學(xué)學(xué)習(xí)期間，他勤奮好學(xué)，品學(xué)兼優(yōu)，通過博士期間的學(xué)習(xí)，他在FI,AC和FLAC3D軟件應(yīng)用方面積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其擅長利用FLAC進(jìn)行非線性動力分析、本構(gòu)模型的二次開發(fā)和流固耦合問題的求解。該書是陳育民和徐鼎平等寶貴經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，相信不管是初學(xué)者還是具有一定使用經(jīng)驗(yàn)的用戶，都將從本書中獲益。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了FLAC／FLAc3D軟件的操作方法、基本理論和工程應(yīng)用。全書分為三大部分共21章，即入門篇（第1～7章）、專題篇（第8～14章）和應(yīng)用篇（第15～20章）。入門篇的主要對象是軟件的初學(xué)者，主要介紹軟件的功能與特性、FLAC和FLAC3D的入門知識、前后處理的基本方法以及初始應(yīng)力的生成方法等，通過這些章節(jié)的學(xué)習(xí)可以使初學(xué)者達(dá)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(jié)構(gòu)單元、動力分析、流固耦合分析、自定義本構(gòu)模型以及邊坡安全系數(shù)求解等，通過這些專題章節(jié)的學(xué)習(xí)，讀者可以了解特定問題的解決方法和基本思路。應(yīng)用篇介紹FLAC和FLAC3D在巖土工程領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例，包括冰漬土邊坡穩(wěn)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(gòu)隧道開挖的數(shù)值模擬等，這些實(shí)例囊括了所有專題章節(jié)的內(nèi)容，具有較強(qiáng)的針對性和實(shí)用性，其中有些實(shí)例也是作者近年來的研究成果。另外，本書第21章還對FLAC／FLAC3D軟件學(xué)習(xí)過程中會遇到的一些常見問題、軟件的錯誤提示做了總結(jié)，并對軟件學(xué)習(xí)提出一些建議。    本書所附光盤提供了書中所有章節(jié)涉及到的命令文件和計算結(jié)果，光盤中的文件是按照章節(jié)進(jìn)行整理的，讀者可以方便地查閱各章中出現(xiàn)的命令文件。同時，光盤中還包含作者近幾年來在河海大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)等高校做的FLAc／FLAC3D應(yīng)用交流的PPT文件，供讀者參考。    本書適合土木工程、水利工程、采礦工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

書籍目錄

序前言第1章  FLAC／FLAC3D的功能與特性第2章  FLAC3D快速入門第3章  FLAC快速入門第4章  計算原理與本構(gòu)模型第5章  FLAC3D的網(wǎng)格建模方法第6章  FLAC3D的后處理第7章  初始地應(yīng)力場的生成及應(yīng)用第8章  FISH語言第9章  接觸面第10章  結(jié)構(gòu)單元及應(yīng)用第11章  非線性動力反應(yīng)分析第12章  流—固相互作用分析第13章  自定義本構(gòu)模型第14章  邊坡安全系數(shù)求解第15章  冰磧土邊坡穩(wěn)定性研究第16章  阪神地震液化大變形分析第17章  抗液化排水樁的數(shù)值模擬第18章  深基坑工程分析第19章  裝配式防波堤的變形分析第20章  盾構(gòu)開挖對軟粘土地層的擾動模擬第21章  常見問題及學(xué)習(xí)建議附錄A  FLAC3D命令一覽附錄B  FLAC3D的FISH保留字附錄C  FLAC的FISH保留字參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　FLAC/FLAC3D的功能與特性　　自R.w.clough1965年首次將有限元引入土石壩的穩(wěn)定性分析以來，數(shù)值模擬技術(shù)在巖土工程領(lǐng)域獲得了巨大的進(jìn)步，并成功解決了許多重大工程問題。特別是個人電腦的出現(xiàn)及其計算性能的不斷提高，使得分析人員在室內(nèi)進(jìn)行巖土工程數(shù)值模擬成為可能，也使得數(shù)值模擬技術(shù)逐漸成為巖土工程研究和設(shè)計的主流方法之一?！　?shù)值模擬技術(shù)的優(yōu)勢在于有效延伸和擴(kuò)展了分析人員的認(rèn)知范圍，為分析人員洞悉巖土體內(nèi)部的破壞機(jī)理提供了強(qiáng)有力的可視化手段。因此，優(yōu)秀的巖土工程數(shù)值模擬軟件須在專業(yè)性、可視化及信息輸出等方面做到相對完備，方能使分析人員專注于工程實(shí)際問題的研究、分析和解決。FLAC系列軟件的出現(xiàn)，為巖土工程研究工作者提供了一款功能強(qiáng)大的數(shù)值模擬工具?！　”菊乱c(diǎn)：　　?　FLAC/FLAC3D的主要特點(diǎn)　　?　FLAC/FLAC3D的不足之處　　1.1　FLAC/FLAC3D簡介　　FLAC（Fast Lagrangian Analysis ofContinua）是由Itasca公司研發(fā)推出的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)分析軟件，是該公司旗下最知名的軟件系統(tǒng)之一。FLAC目前已在全球七十多個國家得到廣泛應(yīng)用，在國際土木工程（尤其是巖土工程）學(xué)術(shù)界和工業(yè)界享有盛譽(yù)?！　LAC有二維和三維計算軟件兩個版本，即FLAC2D（1984）和FLAC3D（1994）。這里進(jìn)行一下說明，本書在闡述軟件系列時，以FLAC統(tǒng)一稱謂FLAC2D　FLAC3D：分述FLAC2D和FLAC3D時，F(xiàn)LAC僅指代FLAC2D。FLAC V3.0以前的版本為DOS版本，V2.5版本僅僅能夠使用計算機(jī)的基本內(nèi)存（64KB），因而求解的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)僅限于2000個以內(nèi)。1995年，F(xiàn)LAC升級為V3.3的版本，由于能夠擴(kuò)展內(nèi)存，因此大大增加了計算規(guī)模。FLAC目前已發(fā)展到V5.0版本。FLAC3D作為FLAC的擴(kuò)展程序，不僅包括FLAC的所有功能，并且在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步開發(fā)，使之能夠模擬計算三維巖、土體及其他介質(zhì)中工程結(jié)構(gòu)的受力與變形形態(tài)。FLAC3D目前已發(fā)展到V3.1版本。　　1.2　FLAC/FLAC3D的主要特點(diǎn)　　FLAC/FLAC3D界面簡潔明了，特點(diǎn)鮮明，其使用特征和計算特征在眾多數(shù)值模擬軟件中別具一格。

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