FLAC建模技巧与工程应用

采矿工程数值计算方法——FLAC建模技巧与工程应用
1 FLAC建模方法
1.1 建模
（1）设计计算模型的尺寸
（2）规划计算网格数目和分布
（3）安排工程对象（开挖、支护等）
（4）给出材料的力学参数
（5）确定边界条件
（6）计算模拟
1.2 网格生成： Grid i,j 例如：grid 30,20
1.3 网格规划： Gen x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4
例如：Gen 0,0 0,10 10,20 20,0
1.4 分区规划网格。
例如：Gen xI1,yI1 xI2,yI2 xI3,yI3 xI4,yI4 i=1,10 j=1,21 （I区）
Gen xII1,yII1 xII2,yII2 xII3,yII3 xII4,yII4 i=10,20 j=1,21 (II区）
1.5 特殊形状的网格
（1）圆形 gen circle xc,yc rad
（2）弧线 gen arc xc,yc xb,yb theta
（3）直线 gen line x1,y1 x2,y2
（4）任意形状 tab 1 x1,y1, x2,y2, ¼,xn,yn, x1,y1 gen tab 1
1.6 赋给单元材料性质
mod e (弹性)
prop d 1800e-6 bu 12.5 sh 5.77 i=1,20 j=1,10
prop d 2400e-6 bu 1250 sh 577 i=1,20 j=11,20
mod m （弹塑性Mohr-Coulumb准则）
prop d 1800e-6 bu 12.5 sh 5.77 c 0 fri 20 ten 0.015 reg i,j
1.7 赋给模型边界条件
（1）固定边界 （结点） Fix x i=1, j=1,21 Fix y i=1,21 j=1
（2）施加边界力 (结点) apply yf -10 i=1,21 j=21
或 apply syy -10 i=1,21 j=21
或 apply xf -5 i=21, j=1,21
或 apply sxx -5 i=21, j=1,21
（3）赋单元内应力 （单元） ini sxx -10 i=1,20 j=1,20
ini syy -5 var 0 4 i=1,21 j=1,21
1.8 计算
Set grav 9.81
Set large
Step 1000
Save test.sav
1.9 结果显示
Plot grid 显示网格
Plot bo 显示边界
Plot plas 显示塑性区
Plot sig1 fi 显示最大主应力s1
Plot sig2 fi 显示最小主应力s2
Plot sdif fi 显示主应力差(s1- s2)
Plot str 显示主应力矢量场
Plot xdis fi 显示X方向位移
Plot ydis fi 显示Y方向位移
Plot disp 显示位移矢量场
1.10 保存与调用结果命令
Call test.txt (或ca test.dat) 调用数据
Save test.sav 保存结果
New 重新开始
Rest test.sav 调用结果
Quit 退出程序
2. FLAC运用技巧
2.1 模型尺寸
2.2 模拟开挖
Mod nu i=6,15 j=5,12 (或 region i,j)
2.3 模拟锚杆支护（端锚）
struct cable begin grid i1,j1 end grid i2,j2 seg n prop 1
stru prop 1 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sbond 0 kbond 0.0001
stru prop 1 sfri 30 peri 0.2723 den 7.5e-3
2.4 模拟锚杆支护（全长锚固）
struct cable begin grid i,j end x,y seg n prop 2
stru prop 1 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sbond 0.42 kbond 5.37
stru prop 1 sfri 30 perimeter 0.2723 den 7.5e-3
2.5 模拟锚杆支护（预应力锚固）
struct cable begin grid i1,j1 end i2,j2 seg n ten 10 prop 1
struct cable begin node n1 end x,y seg n prop 2
stru prop 1 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sbond 0. kbond 0.1
stru prop 1 sfri 0 perimeter 0.2723 den 7.5e-3
stru prop 2 e 2e5 yield 0.5 a 0.235e-3 sb 0.42 kb 5.37
stru prop 2 sfri 30 perimeter 0.2723 den 7.5e-3
2.6 模拟断层
Mod nu j=37
int 1 as from i1,j1 to ,i1,j2 bs from i2,j1 to i2,j2
int 1 kn 1000 ks 400 fri 25 c 0.01 t 0.0001
2.7 其它技巧
（1）网格优化
（2）先弹性、后塑性
（3）分步开挖
（4）动力学问题模拟
（5）固流耦合问题模拟
（6）合理解释结果
（7）多种形式输出结果
（8）报告格式
The purpose of computing is in-sight, not numbers. —FLAC Manuals