FLAC3D数值模拟方法及工程应用—深入剖析FLAC3D 5.0目录文件.pdf

前言 FLAC3D是一款强大的岩土数值分析软件，其输入和一般的数值分析程序不同，大部分情况下都采用命令驱动进行执行。其中，进行地下工程开挖支护模拟时，需要建立围岩的喷锚支护模型，而锚杆的数量往往较多，且其坐标较为不规则。本文介绍了一款FLAC3D锚杆建模插件AutoCAD插件，能够自动、大批量地生成FLAC3D 5.0和FLAC3D 6.0软件内的锚杆建模代码。

[4] 贾晓亮.基于FLAC3D的深部巷道围岩稳定性数值模拟研究[J].能源与环保，2017,39(6):18-22.[5] 吴登超，杨本水，程长清.基于FLAC3D模拟隧道有无支护应力与位移演化特征[J].四川轻化工大学学报(自然科学版),2021,34(4):67-73.

不过，以往版本FLAC3D中的自由场边界技术会在模型周边创建完整的自由场网格，因此对计算断面地平面应变性质的描述不合理。或者说，以往FF边界原则上不适用于利用其开展2.5维FLAC3D模型的动力响应分析；FLAC3D V7.0则对该环节予以了改进。

*math.sqrt((x-0.5)**2+(y-0.5)**2)+0.025 ################################################ return max(size, 1E-5) if __name__ == "__main__": print(getSize

1 引言这个笔记是对大约一年半前《FLAC3D与Python的集成》系列的更新，当时是在FLAC3D 6.0环境下进行的，尽管基本的操作流程和6.0版本相同，但目前的FLAC3D 7.0发生了很大变化，不仅增强了Python的运行环境(Jupyter QtConsole 4.3.1,Python 3.6.1, IPython 6.2.1,matplotlib backend: Qt5Agg

，2006年推出V3.1，2009年推出V4.0， 2012年推出V5.0，2017年推出了最新的V6.0版本。

不过，以往版本FLAC3D中的自由场边界技术会在模型周边创建完整的自由场网格，因此对计算断面地平面应变性质的描述不合理。或者说，以往FF边界原则上不适用于利用其开展2.5维FLAC3D模型的动力响应分析；FLAC3D V7.0则对该环节予以了改进。

CAD 复杂建模接口：支持从 CAD 建立复杂三维几何模型，一键导入 PFC 6.0，自动完成 Geometry 到 Clump 的映射与填充，突破软件自带建模工具的形状限制。 PFC-FLAC3D 精准耦合：实现离散元（PFC）与连续介质（FLAC3D）的无缝动力耦合，利用 FLAC3D 模拟远场边界效应，PFC3D 模拟核心破坏区。

此外，FLAC3D内置了22种"Buildings Blocks"，可以快速构建常见的边坡，隧道和地下开挖数值模型，因此当构建更复杂的模型才需要用到Griddle。2 Griddle安装 由于Griddle(V2.00.12, 10/08/2021)是Rhino的一个插件，因此必须安装Rhino才能使用，不过，低版本的Rhino不能成功安装Griddle 2.0。

4 FLAC3D文件格式导出的*.f3grid文件由以下几部分组成:*GRIDPOINTS*ZONES*GROUPS (ZGROUP, FGROUP)*FACES* FACE GROUPS单元型式有：B8 – brick单元 W6 – wedge单元 P5 – pyramid单元B7 – degenerate brick

FLAC3D使用2D Extruder可以产生相对简单的非结构化网格，对于复杂的几何形状，使用Griddle生成网格(Griddle---FLAC3D和3DEC的高级网格划分工具)。这个笔记试验了Griddle生成FLAC3D和3DEC的非结构化网格。2 Griddle组件Griddle是Rhino的一个插件, 其主要用途是为FLAC3D和3DEC模型进行网格划分。

（1）windows系统批处理的方法 （2）flac3d内置python方法 （3）flac3d内置fish方法 上述三种批量计算的方法，本人在7.0版本上实测均可运行，如有需要文中代码和模型文件，可私信，需要的人多的话，免费公开。

在FLAC3D中模拟施工开挖比较方便，只需要赋予应该开挖部分的围岩null模型，该部分围岩的刚度等材料属性就被设置为极小的数值，相当于从模型中被挖去。本次模拟出于演示的目的，共有5个开挖步，每步开挖2.4m，直至开挖贯通整个模型的纵向。 开挖完每一段巷道岩体后，围岩的应力发生释放，围岩产生变形。之后马上进行锚网喷施工。混凝土喷层厚25mm，锚杆间排距800mm，锚杆长度2.5m。

事实上，自从版本6.0开始，FLAC3D,3DEC,PFC都强制要求在代码运行开始之前使用这个命令,尽管在FLAC3D中，单元和结构与模型域没有关系，只有DFN会受到域的影响。而在PFC和3DEC中，块体，团块和球必须在指定的域边界条件内运动。对于DFN来说，如果断裂的几何形状超出限定的区域，则在与域边界相交处截断。

Zone-B为本次研究的主要分析区域，其颗粒尺寸为0.05-0.2 m，为了减少计算量，Zone-A和Zone-C的颗粒尺寸为0.1-0.25m。滑带位置的厚度为0.5m，颗粒尺寸为0.05-0.2 m。其颗粒和接触参数见表5-1与5-2。在墙体内生成颗粒后，使用切片工具进行删除，将模型切割为坡面30°的概化模型。本次试验构建的PFC-FLAC模型共有469166个颗粒。

1 引言在《Fracman读取FLAC3D生成的离散断裂网络(DFN)模型》中显示了FLAC3D生成的DFN模型导入到Fracman的步骤。不过，对于大多数真实的研究项目，首先在Fracman中产生和细化DFN模型，然后把DFN模型导入到FLAC3D或3DEC，建立数值模型，这种转换过程更有实际意义。