FLAC3D的案例
FLAC3D 的入門介紹 附ANSYS-FLAC3D鄭文棠下載
比如網(wǎng)友dynamax版主和freebird編寫的flac3d_to_tecplot歷經(jīng)2004/2006/2007/2009四個小版本，雖然現(xiàn)在不覺得難度很高，但是對于初學(xué)者來說，對于解決如何輸出數(shù)據(jù)到文本很有啟發(fā)意義。河海大學(xué)鄭海棠博士2006年分享了anaystoflac3d的接口程序（后來又經(jīng)過網(wǎng)友改編了flac3dtoansys的接口），通過ANSYS進行前處理然后導(dǎo)入FLAC3D中，2012年推出FLAC3D5.0 之后，Kubrix、Gocad等作為其前處理軟件，已經(jīng)能很好地進行前處理了，同時，Hypermesh 用戶也可自己定制FLAC3D的網(wǎng)格格式進行前處理，現(xiàn)在自帶的Fishlab也已經(jīng)具有用戶友好的后處理功能，用戶可通過界面和命令兩種方式進行后處理。但我個人更傾向于提取數(shù)據(jù)，用其他數(shù)據(jù)分析軟件處理。FLAC3D6.0在Kubrix的基礎(chǔ)上，擁有了更加優(yōu)秀的前處理功能，包括交互式建模、BLOCK DXF文件導(dǎo)入以及2D結(jié)構(gòu)單元的DXF文件導(dǎo)入功能，因此，可以說FLAC3D在不斷被用戶的改進而進步，而且進步很大。
FLAC3D的主要競爭對手包括PLAXIS、MIDAS GTS NX、GEO-SLOPE 和 ZSOIL等，這些軟件我過去多多少少都用過。 PLAXIS 最新版貌似也支持簡單命令流了，ZSOIL也支持INP文件的文本編輯以及基于ANSI C++的二次開發(fā)，但都還沒FLAC3D的使用自由度高。使用自由度的排序依次是FLAC3D、ZSOIL、PLAXIS、 MIDAS GTS NX 和GEOSLOPE。可以說FLAC3D很適合作為創(chuàng)新性成果的輔助工具，因為有新的東西和想法你都可以通過編程實現(xiàn)，比如新的本構(gòu)、自由的加載方式、自由的約束方式、自由的初始應(yīng)力場或者是自由的單元初始應(yīng)變情況。
展開 FLAC3D動力分析功能的幾點改進 附FLAC 3D實用教程下載
FLAC3D程序中主要納入了安靜邊界（Quiet Boundary，即粘性邊界）和自由場邊界（FF：Free Field）兩種動力邊界條件，前者通過在邊界部位設(shè)置可變形的粘壺以實現(xiàn)對外行波動能量的吸收作用，自由場邊界（Free Field）則在粘性邊界的基礎(chǔ)上，進一步考慮自由場波動行為的耦合作用，以提高粘性邊界條件對外行波動的模擬精度。另外需注意到，F(xiàn)F邊界主要適用于地震波等外行波激勵問題，在孔洞動力問題分析中，其效果等同于安靜邊界（Quiet Boundary）。
由于巖土體動力問題的復(fù)雜性及分析效率等原因，平面應(yīng)變分析方法目前依然被廣泛應(yīng)用。如在土石壩抗震分析中，對應(yīng)于最大壩高部位的壩體地質(zhì)斷面通常被用來作為工程方案可行性的驗算依據(jù)。不過，以往版本FLAC3D中的自由場邊界技術(shù)會在模型周邊創(chuàng)建完整的自由場網(wǎng)格，因此對計算斷面地平面應(yīng)變性質(zhì)的描述不合理。或者說，以往FF邊界原則上不適用于利用其開展2.5維FLAC3D模型的動力響應(yīng)分析；FLAC3D V7.0則對該環(huán)節(jié)予以了改進。
a) 以往版本自由場邊界技術(shù)
b) 現(xiàn)版本自由場邊界技術(shù)
圖1 自由場邊界技術(shù)對比
圖1利用某土石壩工程平面抗震模型比較了FLAC3D V7.0與以往版本中自由場動力邊界技術(shù)的特點。參考左圖，以往版本自由場邊界將在土石壩斷面周邊創(chuàng)建完整的自由場網(wǎng)格。與此不同，新版本提供對自由場網(wǎng)格創(chuàng)建位置的控制選項，以適應(yīng)基于平面模型的動力響應(yīng)分析要求；如右圖所示，自由場網(wǎng)格僅創(chuàng)建于壩體上下游壩基兩端，經(jīng)進一步對壩軸線方向作位移固定約束處理后，模型沿該方向的平面應(yīng)變行為得到正確定義。
展開 FLAC3D動力分析功能的幾點改進 附講一下Flac3D的局部坐標(biāo)下載
FLAC3D程序中主要納入了安靜邊界（Quiet Boundary，即粘性邊界）和自由場邊界（FF：Free Field）兩種動力邊界條件，前者通過在邊界部位設(shè)置可變形的粘壺以實現(xiàn)對外行波動能量的吸收作用，自由場邊界（Free Field）則在粘性邊界的基礎(chǔ)上，進一步考慮自由場波動行為的耦合作用，以提高粘性邊界條件對外行波動的模擬精度。另外需注意到，F(xiàn)F邊界主要適用于地震波等外行波激勵問題，在孔洞動力問題分析中，其效果等同于安靜邊界（Quiet Boundary）。
由于巖土體動力問題的復(fù)雜性及分析效率等原因，平面應(yīng)變分析方法目前依然被廣泛應(yīng)用。如在土石壩抗震分析中，對應(yīng)于最大壩高部位的壩體地質(zhì)斷面通常被用來作為工程方案可行性的驗算依據(jù)。不過，以往版本FLAC3D中的自由場邊界技術(shù)會在模型周邊創(chuàng)建完整的自由場網(wǎng)格，因此對計算斷面地平面應(yīng)變性質(zhì)的描述不合理。或者說，以往FF邊界原則上不適用于利用其開展2.5維FLAC3D模型的動力響應(yīng)分析；FLAC3D V7.0則對該環(huán)節(jié)予以了改進。
a) 以往版本自由場邊界技術(shù)
b) 現(xiàn)版本自由場邊界技術(shù)
圖1 自由場邊界技術(shù)對比
圖1利用某土石壩工程平面抗震模型比較了FLAC3D V7.0與以往版本中自由場動力邊界技術(shù)的特點。參考左圖，以往版本自由場邊界將在土石壩斷面周邊創(chuàng)建完整的自由場網(wǎng)格。與此不同，新版本提供對自由場網(wǎng)格創(chuàng)建位置的控制選項，以適應(yīng)基于平面模型的動力響應(yīng)分析要求；如右圖所示，自由場網(wǎng)格僅創(chuàng)建于壩體上下游壩基兩端，經(jīng)進一步對壩軸線方向作位移固定約束處理后，模型沿該方向的平面應(yīng)變行為得到正確定義。
展開 FLAC3D錨桿建模助手 ￥29.9
前言
FLAC3D是一款強大的巖土數(shù)值分析軟件，其輸入和一般的數(shù)值分析程序不同，大部分情況下都采用命令驅(qū)動進行執(zhí)行。其中，進行地下工程開挖支護模擬時，需要建立圍巖的噴錨支護模型，而錨桿的數(shù)量往往較多，且其坐標(biāo)較為不規(guī)則。本文介紹了一款FLAC3D錨桿建模插件AutoCAD插件，能夠自動、大批量地生成FLAC3D 5.0和FLAC3D 6.0軟件內(nèi)的錨桿建模代碼。
界面介紹
圖 1 錨桿建模插件界面介紹
如圖 1所示，該插件界面上包含如下參數(shù)選擇或輸入?yún)^(qū)：(1) 選擇軟件版本；(2) 選擇坐標(biāo)原點（為了與FLAC3D三維數(shù)值模型建模時的坐標(biāo)原點相匹配）；(3) 單位縮放比例(為了保證CAD草圖的單位與數(shù)值模型相匹配)；(4) 錨桿劃分段數(shù)；(5) 選擇錨桿是否反向(為了調(diào)整CAD草圖繪制錨桿時線段方向與擬建錨桿的起點-終點方向)；(6) 每次生成錨桿代碼時賦予的ID號。填寫參數(shù)后通過單擊“選取線段并生成代碼”按鈕就可以直接生成FLAC3D錨桿建模代碼。下面具體介紹使用方法。
使用方法
插件：CableTool.dll
使用步驟：
(1) 打開CAD并繪制錨桿草圖；
(2) 在CAD命令行輸入netload加載插件“CableTool.dll”；
(3) 在CAD命令行輸入命令GC并回車，彈出錨桿代碼生成界面；
(4) 根據(jù)需要填寫參數(shù)；
(5) 單擊“選取線段并生成代碼”并選擇要進行創(chuàng)建的錨桿草圖，回車后錨桿代碼自動復(fù)制到剪切板，其中錨桿代碼中的Y坐標(biāo)用“[Y]”進行替代，用戶可以根據(jù)自己的需要進行更改。
展開 
Flac3d 實例分析教程
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一個flac3d隧道數(shù)值計算前后處理全過程
10、對于第一種和第二種命令流可以直接在flac3d中使用call命令，打開相應(yīng)建模命令流即可完成模型的建立；對于第三種，必須使用flac3d2.1版本257以后的版本才可以支持imprigd建模方式。
11、在flac3d中完成計算工作。
12、對準(zhǔn)備進行后處理的襯砌部分重新使用group命令定義分組，將襯砌的最外層單元定義為：
group wai …………，將襯砌的最內(nèi)層單元定義為：group nei …………。
Griddle---FLAC3D和3DEC的高級網(wǎng)格劃分工具
1 引言
Griddle是一個表面網(wǎng)格劃分和體積網(wǎng)格生成工具，它的主要用途是為FLAC3D和3DEC模型進行網(wǎng)格劃分。不過，它也與其它一些工程軟件有接口，包括ABAQUS、ANSYS、NASTRAN、LS-DYNA、VRML和CSV。Griddle不是一個獨立的應(yīng)用程序，它是Rhino的一個插件。
在FLAC3D和3DEC發(fā)展初期，建立網(wǎng)格模型是一件非常復(fù)雜的任務(wù)，差不多占整個模擬過程總工作量的70~80%，FLAC3D曾與CivilFEM進行過短暫的合作，推出了一個轉(zhuǎn)換接口，不過后來不用了。接著使用Kubrix進行網(wǎng)格劃分，后來好像也放棄了。最后開發(fā)出自己的Griddle。
事實上，目前的FLAC3D已經(jīng)內(nèi)置了許多網(wǎng)格生成輔助工具，包括ABAQUS和ANSYS的網(wǎng)格導(dǎo)入接口，除了可以導(dǎo)入FLAC3D(*f3grid)數(shù)據(jù)外，也可以導(dǎo)入ABAQUS的*.inp文件和ANSYS的*lis文件。此外，FLAC3D內(nèi)置了22種"Buildings Blocks"，可以快速構(gòu)建常見的邊坡，隧道和地下開挖數(shù)值模型，因此當(dāng)構(gòu)建更復(fù)雜的模型才需要用到Griddle。
2 Griddle安裝
由于Griddle(V2.00.12, 10/08/2021)是Rhino的一個插件，因此必須安裝Rhino才能使用，不過，低版本的Rhino不能成功安裝Griddle 2.0。例如，SR7(6.7.18199.22081, 2018/7/18)就發(fā)現(xiàn)與Griddle不兼容，不能載入Griddle.rhp；網(wǎng)上廣泛流傳的一個可用版本是V6.35。
展開 Update---在FLAC3D中使用Python
1 引言
這個筆記是對大約一年半前《FLAC3D與Python的集成》系列的更新，當(dāng)時是在FLAC3D 6.0環(huán)境下進行的，盡管基本的操作流程和6.0版本相同，但目前的FLAC3D 7.0發(fā)生了很大變化，不僅增強了Python的運行環(huán)境(Jupyter QtConsole 4.3.1,Python 3.6.1, IPython 6.2.1,matplotlib backend: Qt5Agg), 而且改進了自身的函數(shù)功能，因此對過去的筆記作了部分更新。
2 運行設(shè)置
FLAC3D集成了IPython的控制臺，當(dāng)進入FLACD3D的運行環(huán)境后，從主菜單Panes > IPython Console, 進入到IPython Console。為了建立FLAC3D和Python的聯(lián)系，首先需要導(dǎo)入itasca模塊，itasca模塊定義了Python和FLAC3D之間的交互(from itasca import gridpointarray as gpa > gpa.pos())。
展開 Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型
FLAC3D，作為全球最流行的巖土工程數(shù)值模擬軟件，從版本5.0開始引進離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P5]: FLAC3D中的DFN)，并且在此基礎(chǔ)上成功地建立了合成巖體(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P4]: 創(chuàng)建一個合成巖體SRM)。FracMan，一個世界領(lǐng)先的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)分析軟件，由Golder Associates(現(xiàn)在的WSP)的Dr. Dershowitz領(lǐng)銜開發(fā)(這是我見過的最多頁數(shù)的博士論文---Rock Joint Systems)。在某些情形下(例如采礦臺階的穩(wěn)定性分析，巖橋斷裂分析)，這兩個軟件需要進行交互操作。這個筆記簡要描述了Fracman讀取由FLAC3D生成的DFN模型。
2 FLAC3D產(chǎn)生DFN
在FLAC3D中產(chǎn)生一個隨機生成的DFN模型[離散斷裂網(wǎng)絡(luò) (DFN) [P2]: fracture generate]，首先使用'fracture template create'命令產(chǎn)生模板，然后使用'fracture generate dfn'命令即可生成一個三維DFN模型。
展開 3DEC模型轉(zhuǎn)換到FLAC3D模型
1 引言
3DEC模型轉(zhuǎn)換到FLAC3D模型比轉(zhuǎn)換到UDEC模型【三維模型輸出到二維模型(3DEC to UDEC)】要復(fù)雜的多，原因是三維模型對象的屬性比二維模型多，涉及到點，線，面，體，組，槽的轉(zhuǎn)換。一個最基本的要求是在3DEC內(nèi)必須把block劃分成zone才能進行轉(zhuǎn)換，在3DEC內(nèi)直接的轉(zhuǎn)換方式為：File>Grid>Export to FLAC3D...。轉(zhuǎn)換時可以選擇ASCII Format,也可以選擇Binary Format。二進制文件的尺寸比文本文件的尺寸小，讀入速度快，因此，一個經(jīng)驗規(guī)則是在調(diào)試程序時使用文本文件，可以觀察文件內(nèi)容，在執(zhí)行程序時使用二進制文件。
2 工作原理
3DEC轉(zhuǎn)換成FLAC3D后，會產(chǎn)生兩個同名但不同擴展后綴的文件，一個是網(wǎng)格文件*.f3grid, 一個 *.dat文件，*.dat文件的內(nèi)容如下所示。
展開 基于FLAC3D的地下硐室通道錨網(wǎng)噴支護 附FLAC-3D深基坑的開挖與支護的命令流下載
下載地址：FLAC-3D深基坑的開挖與支護的命令流
CAD導(dǎo)入的PFC-FLAC3D耦合真三軸沖擊 ￥39
一套成熟的PFC 6.0 與 FLAC3D 耦合的數(shù)值模擬腳本。重點解決在數(shù)值模擬中復(fù)雜幾何體建模難的問題，實現(xiàn)了通過 CAD直接導(dǎo)入轉(zhuǎn)化為 PFC3D 的幾何組（Geometry Group）及塊體組（Clump Group），并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建真三軸動力沖擊耦合模型。
CAD 復(fù)雜建模接口：支持從 CAD 建立復(fù)雜三維幾何模型，一鍵導(dǎo)入 PFC 6.0，自動完成 Geometry 到 Clump 的映射與填充，突破軟件自帶建模工具的形狀限制。
PFC-FLAC3D 精準(zhǔn)耦合：實現(xiàn)離散元（PFC）與連續(xù)介質(zhì)（FLAC3D）的無縫動力耦合，利用 FLAC3D 模擬遠場邊界效應(yīng)，PFC3D 模擬核心破壞區(qū)。
真三軸動力加載系統(tǒng)：代碼預(yù)設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)的真三軸初始地應(yīng)力環(huán)境，并集成沖擊荷載（Dynamic Impact）觸發(fā)機制。
邏輯清晰的 clump group 與 geometry group 分類，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)提取、云圖顯示及屬性賦值。
包含文件內(nèi)容
PFC6.0代碼：包含模型初始化、CAD 導(dǎo)入、接觸定義。
FLAC代碼：處理 PFC 與 FLAC3D 交互界面的力學(xué)傳遞。
CAD 示例模型：提供一個標(biāo)準(zhǔn)的三維 CAD 幾何模型作為演示。
適用研究方向
深部巖石動力學(xué)與沖擊地壓研究。
復(fù)雜地質(zhì)體的精細化建模。
巖土工程多尺度耦合分析。
展開 FLAC3D導(dǎo)入Fracman生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型
1 引言
在《Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型》中顯示了FLAC3D生成的DFN模型導(dǎo)入到Fracman的步驟。不過，對于大多數(shù)真實的研究項目，首先在Fracman中產(chǎn)生和細化DFN模型，然后把DFN模型導(dǎo)入到FLAC3D或3DEC，建立數(shù)值模型，這種轉(zhuǎn)換過程更有實際意義。不過建立DFN模型是一項非常麻煩的工作，需要反復(fù)調(diào)試，力求模擬的DFN與實測數(shù)值最大可能地接近，這已經(jīng)超出了本文的范圍，這個筆記僅簡要討論了由Fracman到FLAC3D的轉(zhuǎn)換過程。
2 Fracman產(chǎn)生DFN
為了在Fracman中產(chǎn)生一個DFN模型，首先需要設(shè)置模型的范圍，這個設(shè)置類似于FLAC3D的語句model domain extent -500 500，然后用隨機幾何方法產(chǎn)生DFN模型。在《離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN模型總結(jié)》中曾經(jīng)總結(jié)了16種這樣的DFN模型，不過大多數(shù)模型沒有經(jīng)過現(xiàn)場驗證。Fracman目前只包含了三種DFN產(chǎn)生方法：
(1) Enhanced Baecher Model
(2) Nearest Neig hbor Model
(3) Levy-Lee Fractal Model
其中，Baecher模型作過相對詳細的討論《離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN模型---Baecher Model》。Baecher模型(Baecher, Lanney and Einstein, 1978) 是一個最早發(fā)展的離散斷裂模型。在這個模型中，斷裂中心均勻地位于空間中，使用泊松過程生成具有給定半徑和方向的圓盤形斷裂。 而增強的Baecher模型對Baecher模型進行了擴展，提供了對斷裂終點和更普遍的斷裂形狀的規(guī)定。增強的Baecher模型利用了最初生成的具有三至十六個邊的多邊形的斷裂形狀。
展開 根據(jù)AutoCAD地形圖建立ANSYS和Flac3D實體模型
圖8 整體模型
圖 9 網(wǎng)格劃分
（6）生成Flac3D模型
ANSYS中加載AnsysToFlac3D.dll成功后，執(zhí)行~atf命令，導(dǎo)出Flac3D網(wǎng)格如圖10。
圖10 導(dǎo)出Flac3D網(wǎng)格文件
（7）生成Flac3D模型
打開Flac3D，導(dǎo)入生成的網(wǎng)格文件，得到Flac3D模型，如圖11。
圖11 Flac3D模型
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4. 后記
（1）比起C++來，C#進行AutoCAD二次開發(fā)效率更高，所以采用了C#開發(fā)AutoCADToANSYS.dll；ACAD_SurferAns最初是用VBA寫的一系列腳本，后來想打包的時候發(fā)現(xiàn)用VB.Net直接翻譯更快捷，所以采用了VB.Net；AnsysToFlac3D.dll采用C++對ANSYS二次開發(fā)，在吳冬博士的基礎(chǔ)上優(yōu)化改進而來，以前研究3DEC的時候?qū)戇^ABAQUSTo3DEC.exe（ABAQUS的網(wǎng)格劃分確實比ANSYS優(yōu)秀，自用未發(fā)布），想整合寫個AnsysToItasca.dll，把ANSYS轉(zhuǎn)3DEC的功能也加進去，但后來呵呵，畢業(yè)之前不再瞎整。。。
（2）上述方法調(diào)用了Surfer的插值功能（也可以用MATLAB的插值，只是調(diào)用起來太慢），后來想自己寫空間插值，但由于各種原因無精力去優(yōu)化而擱置。
（3）由于ANSYS由樣條曲線拉伸成曲面時點數(shù)的限制，在遇到復(fù)雜地形面時精度損失較大，可以采用其他建模軟件例如CATIA、Civil3D生成體導(dǎo)入到ANSYS中。
展開 要學(xué)好FLAC3D，必須學(xué)好FISH
要學(xué)好FLAC3D，必須學(xué)好FISH，F(xiàn)ISH身為FLAC3D的內(nèi)嵌語言，也就是是一種嵌入式編程語言，其編寫短小精干實時，同時兼顧大家操作習(xí)慣，不但可以嵌入命令流文件里工作，而且還可以引用FLAC3D本身的任何命令，突破了一般標(biāo)準(zhǔn)程序代碼的限制，實現(xiàn)了讀者對FLAC3D軟件的完美控制。
FISH手冊.pdf
