巖土工程研究所Geotechnical

Institute石崇河海大學巖土025-83787226scvictory@邊坡巖石力學與工程FLAC3D前后處理和三維模型構(gòu)建方法巖土工程研究所GeotechnicalInstitut1Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論

FLAC3D計算結(jié)果的后處理

FLAC3D計算中的應力場FLAC3D三維模型的快速構(gòu)建Sufer的三維出圖和數(shù)據(jù)導出目錄CAD的前處理和數(shù)據(jù)導出Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論FL2在CAD中選擇建模區(qū)域命令:Trim對等高線截斷

Move平移,減小坐標起始值導出為R12格式的dxf文件CAD的數(shù)據(jù)處理在CAD中選擇建模區(qū)域CAD的數(shù)據(jù)處理3模型區(qū)域等高線的導出借助第三方軟件GID導入CAD生成的dxf文件,將CAD中的等高線信息讀出.GID可以作為CAD和ANSYS的過渡平臺.其可轉(zhuǎn)換DXF-IGES格式.模型區(qū)域等高線的導出借助第三方軟件GID導入C4在GID軟件中顯示等高線上的點信息,將等高線的點列為文本輸出,作為sufer三維可視化出圖的高程點數(shù)據(jù).

在GID軟件中顯示等高線上的點信息,將等高線的5

sufer出圖只需要三維的高程點數(shù)據(jù),格式寫成如下:

X1,Y1,Z1X2,Y2,Z2……也可利用其它軟件或編程讀出CAD中的等高線數(shù)據(jù)信息

sufer出圖只需要三維的高程點數(shù)據(jù),格式寫成6Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論

FLAC3D計算結(jié)果的后處理

FLAC3D計算中的應力場FLAC3D三維模型的快速構(gòu)建Sufer的三維出圖和數(shù)據(jù)導出目錄CAD的前處理和數(shù)據(jù)導出Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論FL7FLAC3D前后處理及三維模型構(gòu)建方法ppt課件8在濾波器中過濾CAD中導出的局部失真地形點.設(shè)置z方向上某一高程區(qū)域內(nèi)的地形點為有效地形點.

如模型范圍實際地形高程在500~2000以內(nèi),則輸入z<500或z>2000在濾波器中過濾CAD中導出的局部失真地形點.9在插值方法中選擇合適的插值方法.注意sufer只能提供柵格化插值方法.如要插值不規(guī)則網(wǎng)格,需自己編程實現(xiàn).

設(shè)置插值區(qū)域:X方向MinMaxY方向MinMax在插值方法中選擇合適的插值方法.注意sufer10

Sufer可以生成多種效果圖形.對于三維地形的顯示,主要采用線框圖和表面圖.其中表面圖的效果最好,其插值效果受插值點個數(shù)和插值方法制約.Sufer可以生成多種效果圖形.對于三維地形的11地圖-三維旋轉(zhuǎn)可以旋轉(zhuǎn)查看地形,設(shè)置光照,網(wǎng)格可以顯示不同的效果.注意在sufer插值后,生成一個后綴名為grd的文件,此為存貯柵格化插值點三維信息的數(shù)據(jù)文件.地圖-三維旋轉(zhuǎn)可以旋轉(zhuǎn)查看地形,設(shè)置光照,網(wǎng)格可以12

用sufer打開生成的dgx.grd文件,選擇菜單:文件-文件另存為在保存類型中的下拉菜單中懸著ASCIIXYZ*.dat格式,即為sufer生成的插值點數(shù)據(jù)信息.選擇-選項-網(wǎng)格信息,可以查看插值的精度和網(wǎng)格間距.用sufer打開生成的dgx.grd文件,選擇菜單13flac3d執(zhí)行命令流command.txt，即可讀入sufer生成的地表數(shù)據(jù)文件,投影生成flac3d，ansys和3dec的模型的命令流。flac3d執(zhí)行命令流command.txt，即可讀入suf14公路▽1875m公路▽1875m15AutoCAD在DWG文件中以實體名存儲各種點、線、面、實體。實體名是AutoCAD中專門設(shè)置的一種特殊數(shù)據(jù)類型，是賦予圖形實體的數(shù)字標號。通過AutoLisp語言開發(fā)的程序可以訪問各種點、線、面、實體信息，例如邊坡中的地形線，開挖面，地下廠房，引水洞、平硐等現(xiàn)階段常用的插值方法有：Kriging法、Delaunay法、Polymesh法、Shepard法、Multiquadric法等等?；瑒幼钚《朔ǎ∕ovingLeastSquaresMethod，簡稱MLSM）是一種精度較高的方法，其克服了經(jīng)典最小二乘法在擬合中的不足，實質(zhì)為方差泛函極小化序列與最小二乘法。Sufer中都是柵格插值方法,所以如果要按給定任意網(wǎng)格插值的話,需要自己編程.AutoCAD在DWG文件中以實體名存儲各種點、線、面、實體16FLAC3D前后處理及三維模型構(gòu)建方法ppt課件17Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論

FLAC3D計算結(jié)果的后處理

FLAC3D計算中的應力場FLAC3D三維模型的快速構(gòu)建Sufer的三維出圖和數(shù)據(jù)導出目錄CAD的前處理和數(shù)據(jù)導出Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論FL18導入sufer插值的柵格點,在cad中按精度需要建立多條多義線polyline.類似與ansys中的askin命令的做法,在CAD也可以生成由多條多義線過渡圓滑的nurbs曲面.CAD操作命令Loft–按順序選擇幾條多義線-回車生成面域.導入sufer插值的柵格點,在cad中按精度需要建立多條多義19在CAD中建立底面域,由封閉的多義線圍成面,利用REGION生成面域,采用EXTRUDE命令按Z方向拉伸成體.在CAD中建立底面域,由封閉的多義線圍成面,利用R20EXTRUDE命令按Z方向拉伸成體.讓其延伸至實際地面以上一定距離.為后面的CAD中布爾切割操作做準備.EXTRUDE命令按Z方向拉伸成體.讓其延伸至實際地面以上一21利用slice命令中的曲面切割功能,將底面拉伸的塊體沿實際地貌切割為兩個塊體.

同理斷層和地層的切割也采用slice中的三點法或曲面法.采用slice切割出的地層與地貌交線利用slice命令中的曲面切割功能,將底面拉伸的塊體沿實際地22利用CAD中的EXPORT命令將生成的實體SOLID模型輸出為SAT格式的數(shù)據(jù)文件.ANSYS可以直接讀入CAD導出的SAT模型.利用CAD中的EXPORT命令將生成的實體SOLID模型輸出23在ANSYS進行網(wǎng)格剖分,建議全部剖分為四面體,可以設(shè)置線的剖分段數(shù)來控制局部和整體的網(wǎng)格質(zhì)量.由于FLAC3D中最終計算的單元均為四面體單元,因此采用四面體剖分精度影響不大.在ANSYS進行網(wǎng)格剖分,建議全部剖分為四面體,24FLAC3D數(shù)值模型分解后的最小單元類型為Brick（六面體）、Wedge（三棱柱體）、Pyramid（金字塔體）和Tetrahedral（四面體）單元。FLAC3D數(shù)值模型分解后的最小單元類型為Brick（六面體25

在ansys選擇菜單:FILE-ReadInputfrom選擇APDL命令流文件(在仿真論壇可以下載此程序)執(zhí)行后在電腦的D:\下生成ansys單元節(jié)點信息的兩個文件01_node.dat02_ele.dat在ansys選擇菜單:26將D:\下生成ansys單元節(jié)點信息的兩個文件01_node.dat02_ele.dat拷至程序目錄下,運行flac_6weishu.exe后,程序生成了flac3d可以直接讀入的模型數(shù)據(jù).將D:\下生成ansys單元節(jié)點信息的兩個文件27打開flac3d,讀入生成的模型數(shù)據(jù).Flacmodel_haitang.Flac3D

讀入后,保存為sav文件.打開flac3d,28FLAC3D前后處理及三維模型構(gòu)建方法ppt課件29結(jié)合CAD的extrude,slice,union,subtract,intersect等三維布爾操作功能,編制VBA,AUTOLISP程序可以快速構(gòu)建更為復雜的實體模型.保存為sat格式后,可以直接被ansys讀入.結(jié)合CAD的extrude,slice,union,subt30Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論

FLAC3D計算結(jié)果的后處理

FLAC3D計算中的應力場FLAC3D三維模型的快速構(gòu)建Sufer的三維出圖和數(shù)據(jù)導出目錄CAD的前處理和數(shù)據(jù)導出Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論FL31

巖體地應力是巖體工程最基本也是最重要的工程荷載之一。

因此，初始應力分布應該作為設(shè)計和分析的基礎(chǔ)，相應地，也應當作為數(shù)值計算的初始條件。

初始應力場的重要性初始應力場的重要性32inisxx=-5e6syy=-1e7szz=-2e6Inisxxs0gradgxgygz

Thecomponentsσ11(orσxx),σ22(orσyy)andσ33(orσzz)aresettocompressivestressesof-5.0e6,?1.0e7and-2.0e6,respectively,throughoutthegrid.TheINIcommandsetsallstressestothegivenvalues,respectively,throughoutthegrid.butthereisnoguaranteethatthestresseswillbeinequilibrium.genzonebricksize666modelelasinisxx=-5e6syy=-1e7szz=-2e7applysxx=-5e6rangex-0.10.1applysxx=-5e6rangex5.96.1applysyy=-1e7rangey-0.10.1applysyy=-1e7rangey5.96.1applyszz=-2e7rangez-0.10.1applyszz=-2e7rangez5.96.1Example3.20Initialandboundary

stressesinequilibrium

inisxx=-5e6syy=-1e7szz=-2e633賦予初始應力genzonebricksize666modelelaspropbulk5e9shear3e9inisxx=-5e6pausesolve只用ini，所有單元將有sxx應力，但solve變?yōu)?，因為沒有約束，力引起位移最后平衡.所以必須加上應力邊界條件或者位移邊界條件賦予初始應力genzonebricksize6634FLAC3D前后處理及三維模型構(gòu)建方法ppt課件35加上應力邊界條件genzonebricksize666modelelaspropbulk5e9shear3e9inisxx=-5e6applysxx=-5e6rangex-0.10.1applysxx=-5e6rangex5.96.1pauseplconsxxsolveplconsxx注意是約束x方向---------變形參數(shù)并不影響應力場，它只影響位移場。如果考慮重力的時候，變形參數(shù)影響泊松比，從而影響側(cè)壓力系數(shù)，才會影響水平的應力場分布。加上應力邊界條件genzonebricksize636表明所有單元只加上SXX=-5e6Solve是平衡的，即應力不發(fā)生改變了。改變bulk，shear和邊界條件，solve后應力不發(fā)生變化。表明所有單元只加上SXX=-5e637由于施加的初始應力場和應力邊界條件產(chǎn)生了平衡，所以solve不產(chǎn)生cyc應力循環(huán)。只有不平衡力大于容許值時，才會進行cyc。設(shè)置不同的變形參數(shù)并不影響位移結(jié)果，因為系統(tǒng)平衡了。如果人為設(shè)置執(zhí)行計算流程（如cyc10000），由于沒有位移邊界條件約束，模型則會慢慢隨時間產(chǎn)生位移，但應力場是不會發(fā)生變化的。因此，intial應力得到的位移解相比較于無intial應力的位移解更符合實際地層條件（即認為是0）Cyc20000或step20000由于施加的初始應力場和應力邊界條件產(chǎn)生了平衡，所以solve38genzonebricksize666modelelaspropbulk5e2shear3e2inisxx=-5.0e6fixxrangex-0.10.1fixxrangex5.96.1pauseplconsxxsolveplconsxx注意是約束x方向加上位移邊界條件genzonebricksize666加上位移邊39表明所有單元只加上SXX=-5e6Solve是平衡的，即應力不發(fā)生改變了。改變bulk，shear和邊界條件，solve后應力不發(fā)生變化。表明所有單元只加上SXX=-5e640施加應力場后，如果沒有應力和位移約束，模型會沿著臨空面產(chǎn)生變形。如果施加了位移邊界條件約束了模型的變形，在邊界上則產(chǎn)生了反向的平衡力，從而產(chǎn)生了平衡，所以solve不產(chǎn)生cyc應力循環(huán)。只有不平衡力大于容許值時，才會進行cyc。設(shè)置不同的變形參數(shù)并不影響位移結(jié)果，因為系統(tǒng)平衡了。如果人為設(shè)置執(zhí)行計算流程（如cyc10000），由于位移邊界條件約束，邊界上位移為0，內(nèi)部則會慢慢隨時間產(chǎn)生位移，但應力場是不會發(fā)生變化的。施加應力場后，如果沒有應力和位移約束，模型會沿著臨空面產(chǎn)生變41new;Example3.24Initialstressstateforanirregularfreesurfacegenzonebricksize151510p00,0,0edge=100.0modelelasticpropshear3e8bulk5e8defmountaingp=gp_headloopwhilegp#nullzz=sqrt(gp_xpos(gp)^2+gp_ypos(gp)^2)dz=0.06*sin(0.2*zz+100.0);SumFouriertermsfordz=dz+0.06*sin(0.22*zz-20.3);quasi-randomsurfacedz=dz-0.04*sin(0.33*zz+33.3);topology.gp_zpos(gp)=0.5*gp_zpos(gp)*(1.0+dz)gp=gp_next(gp)end_loopendmountainfixxrangex-.1.1fixxrangex99.9100.1fixyrangey-.1.1fixyrangey99.9100.1fixzrangez-.1.1模型高度約為50m模型長寬約為100mnew模型高度約為50m模型長寬約為100m42僅考慮自重，算至平衡(模型高度約為50m）泊松比=0.25=0.33333模型最大高程50m左右自重來看，基底szz=2000*-10*50=-1.0e6sxx=syy=0.333*-1.0e6=-0.333e6modelelasticpropbulk5e8shear3e8setgrav0,0,-10inidensity=2000solve采用自重來計算初始應力場僅考慮自重，算至平衡(模型高度約為50m）modelel43僅考慮自重，算至平衡基底szz=2000*-10*50=-1.0e6sxx=syy=0.333*-1.0e6=-0.333e6僅考慮自重，算至平衡44propbulk5e8shear3e8propbulk5e11shear3e11此時泊松比不變側(cè)壓力系數(shù)也不變propbulk5e8propbulk5e11sh45按照自重求初始地應力，形成的應力場表現(xiàn)為豎直向=自重應力，水平向=自重應力×側(cè)壓力系數(shù)k0。k0=v/(1-v).K0在這個方法中顯然是和泊松比有關(guān),然而土的泊松比變化不大,在0.25-0.35左右,由此求得的k0在0.3-0.6之間,和phi'在45-27度之間.在上面,泊松比是通過語句propbulk5e9shear3e9間接來定義的.這種方法會產(chǎn)生很大的位移,當然FLAC有一個投機取巧的方法來減小位移:就是在求初始應力的時候,把材料設(shè)為彈性,并且用很大的彈性模量確(比如上面的modelelas;propbulk5e11shear3e11).修改變形參數(shù)不影響初始應力場的分布，只影響位移場的大小。在此之后,初始化位移為0,并把材料的參數(shù)恢復正常.

按照自重求初始地應力，形成的應力場表現(xiàn)為豎直向=自重應力，水46但是這種方法存在兩個問題：第一是,由此求得初始側(cè)壓力系并不和實際一致,因此初始地應力也和實際不一致.在這一點上用第二種方法可以得到比較正確的初始應力場.或者也可以通過正確的k0反算一個不切實際的泊松比v代入來求.第二也是由于設(shè)置材料為彈性的,所以是不會有破壞產(chǎn)生,不管初始產(chǎn)生的剪應力有多大,然而在材料設(shè)為彈塑性時,如果剪應力過大,材料就會在初始應力(沒有其它外力作用)自動破壞,從而產(chǎn)生很大的變形,因此有時候第一步計算時就會產(chǎn)生很大的變形,很有可能就是這個原因.采用彈性材料計算的應力場在地形比較陡峭的地方有比較大的Mises應力，導致當采用彈塑性材料時破壞而不收斂（特別是有軟弱夾層的地方）。那么，土體（土層）在原位應力下，土體基本上處于彈性狀態(tài)。因此用彈性的方法估計初始應力是否可以滿足計算的要求？并不全然,在現(xiàn)實中土也有處于屈服狀態(tài)的.象邊坡的潛在滑動面應力狀態(tài),就很有可能處于殘余應力狀態(tài).為證明這一點,可以在FLAC建一個邊坡模型,在線彈性模型下求得平衡,然后再把彈塑性模型換回,在不加任何外載的情況下再求解一次,我相信會有很大的位移產(chǎn)生,并且會出性塑性屈服點.并可以預測,邊坡的安全系數(shù)越小,出現(xiàn)的塑性屈服點越多.那么，采用塑性的本構(gòu)模型來算自重應力場，是否更為貼切呢？？？？？但是這種方法存在兩個問題：47iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.072e6)solve手動構(gòu)建初始應力場利用ini設(shè)置相同于自重形成的初始應力場自重應力場szz=1.0e6;sxx=syy=0.36e6

從公式上看地表szz=-1.0e6+50*0.02e6=-0.0e6sxx=-0.36e6+50*0.072e6=-0.0e6TheINIcommandsetsallstressestothegivenvalues,respectively,throughoutthegrid.butthereisnoguaranteethatthestresseswillbeinequilibrium.iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.0248利用自重應力計算的初始應力場.szz=1.0e6;sxx=syy=0.36e6

利用ini設(shè)置的初始應力場.未計算solve。系統(tǒng)未平衡時iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)整體規(guī)律與自重應力場相同inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)利用自重應力計算的初始應力場.利用ini設(shè)置的初始應力場.49利用ini設(shè)置的初始應力場.計算solve至系統(tǒng)平衡時，發(fā)現(xiàn)應力場降低了一個數(shù)量級，說明位移邊界條件并不能使系統(tǒng)平衡，如何設(shè)置才能平衡呢？利用ini設(shè)置的初始應力場.未計算solve。系統(tǒng)未平衡時iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)整體規(guī)律與自重應力場相同inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)利用ini設(shè)置的初始應力場.計算solve至系統(tǒng)平衡時，發(fā)50以上分析可知，單純用自重來計算應力場，耗時較長。如果僅通過ini手動設(shè)置應力場，有時并不能使系統(tǒng)平衡，這說明加入人為得到的初始地應initial，在彈性情況下是不會對初始應力造成影響的。那如何設(shè)置才能平衡呢？可以想像，ini是人為設(shè)置的一個單元應力，其可以加快平衡迭代的過程。在計算初始應力場的時候，如果將巖體設(shè)定為彈性的話，在給定的重力與約束條件下，初始應力是不會對最終的應力結(jié)果造成影響的。ini是模型的內(nèi)力，setgrav是外力施加對模型的作用力，沒有外力怎么有內(nèi)力？這樣做其實只是減少程序的計算步驟.這樣設(shè)置以后整個模型就已經(jīng)是平衡了。同時設(shè)置重力的原因不是為了平衡減少程序計算步驟，而是因為如果未初始化應力的話，在setgrav的時候，模型會在自重應力下發(fā)生應力變形。所以，初始化應力的原因是防止模型在自重應力下發(fā)生變形

一、施加自重，施加位移邊界條件modelelasticpropbulk5e11shear3e11setgrav0,0,-10inidensity=2000iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)fixxrangex-.1.1fixxrangex99.9100.1fixyrangey-.1.1fixyrangey99.9100.1fixxyzrangez-.1.1Solve需527步平衡一、施加自重，施加應力邊界條件modelelasticpropbulk5e11shear3e11setgrav0,0,-10inidensity=2000iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)applysxx-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)applysyy-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)fixxyzrangez-.1.1Solve需875步平衡以上分析可知，單純用自重來計算應力場，耗時較長。如果僅通過i51一、施加自重，施加應力邊界條件modelelasticpropbulk5e11shear3e11setgrav0,0,-10inidensity=2000iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)applysxx-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)applysyy-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)fixxyzrangez-.1.1Solve需875步平衡一、施加自重，施加位移邊界條件modelelasticpropbulk5e11shear3e11setgrav0,0,-10inidensity=2000iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)inisxx=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)inisyy=-0.36e6(grad0,0,0.0072e6)fixxrangex-.1.1fixxrangex99.9100.1fixyrangey-.1.1fixyrangey99.9100.1fixxyzrangez-.1.1Solve需527步平衡一、施加自重，施加應力邊界條件一、施加自重，施加位移邊界條件52在某些構(gòu)造區(qū)域，很可能水平應力遠大于豎直應力，此時不能用自重來計算初始應力場。此時采用ini來影響水平應力場的分布。Thereisnosimplewaytodeduceanequilibriumstressdistributionforthisgrid:itmustbemodeledasaboundary-valueproblem.However,wemayinsertinitialstressesinorderto

speeduptheconvergenceandinfluencethefinalstressdistribution.Forexample,ifweknowthatthereisahighhorizontalin-situstress,withonlyasmalldecreaseinstressnearthesurface,wecaninitializeσxxandσyyto-0.2e6attheapproximatelocationofthesurface,increasingto-4.0e6atthebottom.Theverticalstress,σzz,canbesettocorrespondtotheaverageoverburden.setgrav0,0,-10inidensity=2000iniszz=-1.00e6(grad0,0,0.020e6)inisxx=-4.00e6(grad0,0,0.076e6)inisyy=-4.00e6(grad0,0,0.076e6)fixxrangex-.1.1fixxrangex99.9100.1fixyrangey-.1.1fixyrangey99.9100.1fixxyzrangez-.1.1Solve需402步平衡inisxx=-4.00e6(grad0,0,0.076e6)inisyy=-4.00e6(grad0,0,0.076e6)地表sxx=-4.0e6+50*α=-0.2e6所以α=0.076e6在某些構(gòu)造區(qū)域，很可能水平應力遠大于豎直應力，此時不能用自重53由此可見，ini是人為設(shè)置的一個單元應力，不僅可以加快平衡迭代的過程，而且可以采用ini來影響水平應力場的分布。同時設(shè)置的ini水平初始應力是不會對豎直應力場造成影響的。一般而言這樣是為了計算比較快,因為這樣設(shè)置以后,此時幾乎已經(jīng)平衡,了,計算步較少了,變形也就很少了嘛,當然最好再在以后計算時初始化位移為0.當然還有另一種方法就是開始時設(shè)成彈性的(modelelas)（或者還是mohr的但參數(shù)給的要大一些，目的是防止破壞），直接運行到平衡達來獲取初始應力值，在真正計算時再改成mohr并將參數(shù)改為真實的數(shù)值，這種方法更適合于單元不太多，因為比較簡單．但如果單元數(shù)目很多的話，那么此種方法速度會很慢的．由此可見，ini是人為設(shè)置的一個單元應力，不僅可以加快平衡迭541.Donotinitializestresses;allowgravitytocompactthelayer.2.Initializehorizontalstressonly,notverticalstress.3.Imposeconstantstressatthelateralboundariesratherthanzerohorizontaldisplacement.4.Removeirregularoverburdenfrominitialgridofuniformthickness.5.Allowplasticflowtooccur,thusremovingstressconcentrations.6.Builduptheprofilelayerbylayer;equilibrateeachlayer.7.初始地應力的問題，應該說是一個困難的問題，并沒有一個完整的解決方案。在有限元工具中，比如ansys或者abaqus，都可以先固定邊界，然后施加重力得到一個彈性應力場，然后再將這個應力場作為初始應力場導入和重力平衡，的確可以不產(chǎn)生位移。但關(guān)鍵的問題是，采用彈性材料計算的應力場在地形比較陡峭的地方有比較大的米賽斯應力，導致當采用彈塑性材料時破壞而不收斂（特別是有軟弱夾層的地方）。往往這些區(qū)域都不大，在靠近地表比較陡峭的地方。雖然存在這些缺點，但仍不失為一個好方法。采用ini條件加線性的初始應力，這個方法flac有，abaqus也有，但這個方法的缺點不言而喻，不合適地形起伏的情況，但最起碼他可以控制Ko，這點又是前面這方法所欠缺的。所以，這兩招都有其合適的場合，關(guān)鍵是看工程的實際作用范圍了，在工程的影響范圍之外的地應力影響比較小，是否可以比較粗糙一些。1.Donotinitializestresses;551.利用重力來計算豎直向應力場2.人為施加水平向應力場,加快收斂速度,同時可以得到實際的水平應力場分布3.采用塑性本構(gòu)計算初始應力場,允許塑性流動發(fā)生,這樣可以減小局部應力集中的現(xiàn)象.4.等比例提高bulk和shear參數(shù),是不會改變泊松比的.這樣在不改變應力場的前提下,也減小了自重產(chǎn)生的位移場.(這也是自重產(chǎn)生的應力場在后面的計算中是要清零的原因.).5.如有原位測點的地應力資料.分段計算出不同區(qū)位的梯度施加力和梯度值.

由于flac以原點來計算梯度力

inisxx

s0(grad0,0,gz)rangzz1z2測點應力場h1處為s1;h2處為s2從公式上看

sxx/h1=s1=s0+0*x1+0*y1+gz*z1sxx/h2=s2=s0+0*x2+0*y2+gz*z21.利用重力來計算豎直向應力場inisxxs0(gr56河谷邊坡中的地應力場是一個形如巖體開挖以后的二次應力場，不適宜用構(gòu)造應力分量與自重應力分量的疊加；

理論上，河谷發(fā)育是在構(gòu)造運動格局基本確定以后的地表地質(zhì)作用；模擬河谷侵蝕下切來獲得局部地應力場與真實地應力場更接近。河谷地應力場模擬思想河谷邊坡中的地應力場是一個形如巖體開挖以后的二次應力場57σ3河床距離σ1駝峰應力分布拉裂區(qū)壓致拉裂區(qū)張剪型破裂區(qū):σ3σ2σ2σ2σ1σ1σ3σ2σ1σ3應力集中區(qū)應過渡區(qū)原巖應力區(qū)應力松弛區(qū)河流地質(zhì)作用控制區(qū)河谷地應力場的基本特征河谷地構(gòu)造應力是一個非常不均勻的、受河谷發(fā)育改造的局部地應力場σ3河床距離σ1駝峰應力分布拉裂區(qū)壓致拉裂區(qū)張剪型破裂區(qū):σ58河谷地應力場模擬的基本考慮x壩址區(qū)兩岸為單斜構(gòu)造，右岸地形呈現(xiàn)5級階面，因此，將河谷侵蝕下切假設(shè)為5期1300m高程壩址區(qū)的構(gòu)造應力主方向河谷地應力場模擬的基本考慮x壩址區(qū)兩岸為單斜構(gòu)造，右岸地形呈59假設(shè)五期河谷侵蝕下切假設(shè)五期河谷侵蝕下切60地應力場模擬結(jié)果正確性驗證谷底高應力區(qū)（巖芯餅化）應力松弛帶地應力場模擬結(jié)果正確性驗證谷底高應力區(qū)應力松弛帶61Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論

FLAC3D計算結(jié)果的后處理

FLAC3D計算中的應力場FLAC3D三維模型的快速構(gòu)建Sufer的三維出圖和數(shù)據(jù)導出目錄CAD的前處理和數(shù)據(jù)導出Flac3d前后處理和三維模型構(gòu)建方法主要認識和結(jié)論FL62Flac3d只能出云圖,不能出等值線圖.而工程中大多要求出等值線圖.Flac3d三維截剖面出圖效果不好,不能截幾個剖面一起出圖所以,有必要導出其計算的應力位移信息,利用sufer或tecplot出圖.Sufer:優(yōu)點:要求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單,可以采用白化功能進行局部區(qū)域的等值線出圖.缺點:需要給定邊界(bln文件),不能出三維等值線.TECPLOT:優(yōu)點:不需邊界bln文件.可以出三維等值線圖.截剖面方便,可同時多剖面出圖缺點:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜,不能隱藏部分單元出圖.

Flac3d只能出云圖,不能出等值線圖.而工程中大多要求出等63DEFINEGetGPDispXP1_p=gp_headloopn(1,P_total)node_id=gp_id(p1_p)message(1)= string(gp_xpos(P1_p))message(1)=message(1)+','+string(gp_ypos(P1_p))message(1)=message(1)+','+string(gp_xdisp(P1_p)*1000)message(1)=message(1)+','+string(gp_ydisp(P1_p)*1000)message(1)=message(1)+','+string(gp_zdisp(P1_p)*1000)status=write(message,1)P1_p=gp_next(P1_p)endloopENDGetGPDispX采用flac內(nèi)嵌的fish語言進行所有節(jié)點的位移值提取DEFINEGetGPDispX采用flac內(nèi)嵌的fish64definitializationIO_READ=0IO_WRITE=1IO_FISH=0IO_ASCII=1Sufer_dispX=string('Sufer_dispX.txt')arraymessage(1)endinitialization

status=open(Sufer_dispX,IO_WRITE,IO_ASCII)ifstatus=0then GetGPDispX status=close ii=out('SuccessfullyWriteDataIntoFile‘+Sufer_dispX) else ii=out('OpenFileError!Status='+string(status)) endif采用flac內(nèi)嵌的fish語言進行所有節(jié)點的位移值提取也可采用setlogon的方式記錄位移.但是log文件中也包含了其它信息.建議采用文本通道加格式輸出的方式,比較方便.definitialization status=op65FLAC3D前后處理及三維模型構(gòu)建方法ppt課件66;;originlbydynamax@simwe,modifiedbyHaitang@Hohai;;18/12/2006byHaitang@Hohai;;Modifications:;;(1)adaptedtoalltypesofzones(brick,pyramid,wedge,tetra);;(2)adaptedtooutputzonestress;;(3)Setthetec_rangefordippedzonesandotherzoneswhichyouwant'tdisplay.;;(4)Outputthetotalnumbe