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

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，程長清.基于FLAC3D模擬隧道有無支護應力與位移演化特征[J].四川輕化工大學學報(自然科學版),2021,34(4):67-73.

不過，以往版本FLAC3D中的自由場邊界技術會在模型周邊創(chuàng)建完整的自由場網格，因此對計算斷面地平面應變性質的描述不合理。或者說，以往FF邊界原則上不適用于利用其開展2.5維FLAC3D模型的動力響應分析；FLAC3D V7.0則對該環(huán)節(jié)予以了改進。

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

1 引言這個筆記是對大約一年半前《FLAC3D與Python的集成》系列的更新，當時是在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

，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，以往版本FLAC3D中的自由場邊界技術會在模型周邊創(chuàng)建完整的自由場網格，因此對計算斷面地平面應變性質的描述不合理。或者說，以往FF邊界原則上不適用于利用其開展2.5維FLAC3D模型的動力響應分析；FLAC3D V7.0則對該環(huán)節(jié)予以了改進。

CAD 復雜建模接口：支持從 CAD 建立復雜三維幾何模型，一鍵導入 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 精準耦合：實現(xiàn)離散元（PFC）與連續(xù)介質（FLAC3D）的無縫動力耦合，利用 FLAC3D 模擬遠場邊界效應，PFC3D 模擬核心破壞區(qū)。

此外，FLAC3D內置了22種"Buildings Blocks"，可以快速構建常見的邊坡，隧道和地下開挖數(shù)值模型，因此當構建更復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。

（1）windows系統(tǒng)批處理的方法 （2）flac3d內置python方法 （3）flac3d內置fish方法 上述三種批量計算的方法，本人在7.0版本上實測均可運行，如有需要文中代碼和模型文件，可私信，需要的人多的話，免費公開。

4 FLAC3D文件格式導出的*.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可以產生相對簡單的非結構化網格，對于復雜的幾何形狀，使用Griddle生成網格(Griddle---FLAC3D和3DEC的高級網格劃分工具)。這個筆記試驗了Griddle生成FLAC3D和3DEC的非結構化網格。2 Griddle組件Griddle是Rhino的一個插件, 其主要用途是為FLAC3D和3DEC模型進行網格劃分。

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

事實上，自從版本6.0開始，FLAC3D,3DEC,PFC都強制要求在代碼運行開始之前使用這個命令,盡管在FLAC3D中，單元和結構與模型域沒有關系，只有DFN會受到域的影響。而在PFC和3DEC中，塊體，團塊和球必須在指定的域邊界條件內運動。對于DFN來說，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斷。

Zone-B為本次研究的主要分析區(qū)域，其顆粒尺寸為0.05-0.2 m，為了減少計算量，Zone-A和Zone-C的顆粒尺寸為0.1-0.25m。滑帶位置的厚度為0.5m，顆粒尺寸為0.05-0.2 m。其顆粒和接觸參數(shù)見表5-1與5-2。在墻體內生成顆粒后，使用切片工具進行刪除，將模型切割為坡面30°的概化模型。本次試驗構建的PFC-FLAC模型共有469166個顆粒。

1 引言在《Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網絡(DFN)模型》中顯示了FLAC3D生成的DFN模型導入到Fracman的步驟。不過，對于大多數(shù)真實的研究項目，首先在Fracman中產生和細化DFN模型，然后把DFN模型導入到FLAC3D或3DEC，建立數(shù)值模型，這種轉換過程更有實際意義。