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FLAC3D數(shù)值模擬方法及工程應(yīng)用—深入剖析FLAC3D 5.0目錄文件.pdf

前言 FLAC3D是一款強(qiáng)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(dòng)進(jìn)行執(zhí)行。其中，進(jìn)行地下工程開(kāi)挖支護(hù)模擬時(shí)，需要建立圍巖的噴錨支護(hù)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(dòng)、大批量地生成FLAC3D 5.0和FLAC3D 6.0軟件內(nèi)的錨桿建模代碼。

[4] 賈曉亮.基于FLAC3D的深部巷道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究[J].能源與環(huán)保，2017,39(6):18-22.[5] 吳登超，楊本水，程長(zhǎng)清.基于FLAC3D模擬隧道有無(wú)支護(hù)應(yīng)力與位移演化特征[J].四川輕化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,34(4):67-73.

不過(guò)，以往版本FLAC3D中的自由場(chǎng)邊界技術(shù)會(huì)在模型周邊創(chuàng)建完整的自由場(chǎng)網(wǎng)格，因此對(duì)計(jì)算斷面地平面應(yīng)變性質(zhì)的描述不合理?；蛘哒f(shuō)，以往FF邊界原則上不適用于利用其開(kāi)展2.5維FLAC3D模型的動(dòng)力響應(yīng)分析；FLAC3D V7.0則對(duì)該環(huán)節(jié)予以了改進(jìn)。

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

1 引言這個(gè)筆記是對(duì)大約一年半前《FLAC3D與Python的集成》系列的更新，當(dāng)時(shí)是在FLAC3D 6.0環(huán)境下進(jìn)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(qiáng)了Python的運(yùn)行環(huán)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。

不過(guò)，以往版本FLAC3D中的自由場(chǎng)邊界技術(shù)會(huì)在模型周邊創(chuàng)建完整的自由場(chǎng)網(wǎng)格，因此對(duì)計(jì)算斷面地平面應(yīng)變性質(zhì)的描述不合理?；蛘哒f(shuō)，以往FF邊界原則上不適用于利用其開(kāi)展2.5維FLAC3D模型的動(dòng)力響應(yīng)分析；FLAC3D V7.0則對(duì)該環(huán)節(jié)予以了改進(jìn)。

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(dòng)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(shí)現(xiàn)離散元（PFC）與連續(xù)介質(zhì)（FLAC3D）的無(wú)縫動(dòng)力耦合，利用 FLAC3D 模擬遠(yuǎn)場(chǎng)邊界效應(yīng)，PFC3D 模擬核心破壞區(qū)。

此外，FLAC3D內(nèi)置了22種"Buildings Blocks"，可以快速構(gòu)建常見(jiàn)的邊坡，隧道和地下開(kāi)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(gè)插件，因此必須安裝Rhino才能使用，不過(guò)，低版本的Rhino不能成功安裝Griddle 2.0。

（1）windows系統(tǒng)批處理的方法 （2）flac3d內(nèi)置python方法 （3）flac3d內(nèi)置fish方法 上述三種批量計(jì)算的方法，本人在7.0版本上實(shí)測(cè)均可運(yùn)行，如有需要文中代碼和模型文件，可私信，需要的人多的話(huà)，免費(fèi)公開(kāi)。

4 FLAC3D文件格式導(dǎo)出的*.f3grid文件由以下幾部分組成:*GRIDPOINTS*ZONES*GROUPS (ZGROUP, FGROUP)*FACES* FACE GROUPS單元型式有：B8 – brick單元 W6 – wedge單元 P5 – pyramid單元B7 – degenerate brick

FLAC3D使用2D Extruder可以產(chǎn)生相對(duì)簡(jiǎn)單的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀，使用Griddle生成網(wǎng)格(Griddle---FLAC3D和3DEC的高級(jí)網(wǎng)格劃分工具)。這個(gè)筆記試驗(yàn)了Griddle生成FLAC3D和3DEC的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。2 Griddle組件Griddle是Rhino的一個(gè)插件, 其主要用途是為FLAC3D和3DEC模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

在FLAC3D中模擬施工開(kāi)挖比較方便，只需要賦予應(yīng)該開(kāi)挖部分的圍巖null模型，該部分圍巖的剛度等材料屬性就被設(shè)置為極小的數(shù)值，相當(dāng)于從模型中被挖去。本次模擬出于演示的目的，共有5個(gè)開(kāi)挖步，每步開(kāi)挖2.4m，直至開(kāi)挖貫通整個(gè)模型的縱向。 開(kāi)挖完每一段巷道巖體后，圍巖的應(yīng)力發(fā)生釋放，圍巖產(chǎn)生變形。之后馬上進(jìn)行錨網(wǎng)噴施工。混凝土噴層厚25mm，錨桿間排距800mm，錨桿長(zhǎng)度2.5m。

事實(shí)上，自從版本6.0開(kāi)始，FLAC3D,3DEC,PFC都強(qiáng)制要求在代碼運(yùn)行開(kāi)始之前使用這個(gè)命令,盡管在FLAC3D中，單元和結(jié)構(gòu)與模型域沒(méi)有關(guān)系，只有DFN會(huì)受到域的影響。而在PFC和3DEC中，塊體，團(tuán)塊和球必須在指定的域邊界條件內(nèi)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于DFN來(lái)說(shuō)，如果斷裂的幾何形狀超出限定的區(qū)域，則在與域邊界相交處截?cái)唷?/div>