Geostudio及FLAC3D
flac3d常见问题总结
flac3d学习有一段时间，过一段时间没学究忘了很多，所以学习最好不要放下来。
对自己总结，也是学习的一种。
flac3d命令很多，用到的不多，就那么几个，基础的就不多说了进入正题：个人认为如果学习flac3d最好把flac的命令进行总结一下。
做模型就好比拼盘：要地应力，就把地应力的那段命令摘入，要出图，加入plot的相关命令，要出动画，加个动画命令，所以总结好命令后，以后做模型，只要把命令组一条条的对应放入，一个程序就出来了，后期调试一下，改相关参数就可以了。
接下来，我把自己弄好的整理一下，按照我上面的思路进行建模什么人建模都会有自己的喜好，下面说一下我自己建模第一步就是建立一个全新的txt文件（不论命令大小都是如此），这样的好处是，模型可以修改方便快捷。
而且还可以自我查错建立新的txt后，第一行命令就是new，加new的目的是为了防止其他命令的影响（相当于刷新）再执行其他命令前刷新一下。
不用想，接下来就是建模了，建立模型，不同人有不同的方法，有的人喜欢建完后在对模型开挖最终得到自己想要的模型。
model null 等；有的人喜欢用各种带缺角的组合成最终的模型。
具体建模看各自的喜好，我觉得，不同点是建模的网格划分有区别，用带缺角的组合模型网格划分更好最好把常用的集中模型记下来组成各种句子，以后用的时候直接插入例如：gen zone brick/radbrick size *,*,*,* ratio *,*,*,*建模的过程中，或同一个文件中有重复应用的命令，就可以用宏命令了，宏命令macro 名称‘命令的内容’例：macro shiping ’plot con zdip outline on’用shiping 代替后面的引号里的东西。
在建模中只要有相同的都可以用shiping代替，缩减了书写命令的时间，整体上也能让人看的更明白注意点是，你命名的符号最好跟falc自带的命令不要重复，我的处理方法是，名称后带数字如shiping1如果你想修改宏对象，改变命令的内容，在名称上加单引号就是替换的意思例macro ’shiping1‘‘新的命令’这些很多课本里都有讲，不在叙述很多时候我们要对单一的对象进行操作，例如进行模拟运算后，只想单独的显示一部分的内容，单一的土层，锚杆，等就要用到groupgroup给对象命名，例：在gen zone brick ------ size ---- group name（name随便取，不要跟flac的已有的命令重合就行）这里的意思就是对这个体进行了命名接下来想把这一块模型挖掉加model null range group namegroup的用法：1。
FLAC3D岩土软件本构模型
法能够充分考虑岩土体的非线性特性，但需要大量的现场监测数据。
参数校验方法
对比分析法
将室内试验得到的参数与工程经验或相关规范进行对比分析，以验证参数的合理性。
数值模拟法
采用FLAC3D等数值模拟软件，建立岩土体模型，输入室内试验得到的参数进行模拟计算 ，将模拟结果与现场监测数据进行对比分析，以验证参数的准确性。
蠕变模型
经验蠕变模型
基于实验数据拟合得到的蠕变方程，描述岩土材料在长时间持续荷载作用下的变形行为。
粘弹塑性蠕变模型
结合粘弹性、粘塑性和弹塑性理论，全面考虑岩土材料的时间效应和变形特性，适用于复杂应力路径和长时间尺 度的分析。
04
本构模型的参数确定与校验
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
05
FLAC3D岩土软件本构模型的应用
岩土工程领域的应用
1 2
边坡稳定性分析
FLAC3D可以模拟边坡的渐进破坏过程，分析边 坡的稳定性，为边坡治理提供科学依据。
基坑支护设计
FLAC3D可以模拟基坑开挖过程中的应力场、位 移场和渗流场，为基坑支护设计提供技术支持。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
FLAC3D岩土软件本构模型
汇报人：XX
• 引言 • 本构模型概述 • FLAC3D岩土软件中的本构模型 • 本构模型的参数确定与校验 • FLAC3D岩土软件本构模型的应用 • 结论与展望
目录
CONTENTS
01
引言
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
FLAC3D建模分析
FLAC3D建模分析FLAC3D是由美国Itasca公司开发的三维有限差分分析软件，广泛应用于地质力学、岩土工程和岩石力学领域。
它可以用于模拟和分析地下工程中的各种力学问题，如地下开挖、边坡稳定性、岩体围岩交互作用等。
本文将从FLAC3D的建模流程、材料模型、边界条件等方面介绍FLAC3D的建模分析方法。
首先，FLAC3D的建模过程通常包括数据准备、网格划分、材料属性定义、边界条件设置和模型求解等步骤。
在进行建模前，需要对工程对象进行充分的调查和数据收集，例如通过地质勘探和实地观察获取地质参数，如岩性、均质性、结构面等信息。
然后，将采集的数据进行整理和处理，以便能够在FLAC3D中进行建模分析。
其次，FLAC3D的网格划分是建模的关键步骤之一、合理的网格划分对建模结果的准确性和可靠性至关重要。
FLAC3D提供了不同的网格生成方法，如三角剖分、四面体剖分等，可以根据具体问题选择合适的方法。
在进行网格划分时，需要注意对复杂几何体的处理，如采用锥形、楔形等特殊的网格单元来刻画几何体的形状和结构。
然后，FLAC3D中的材料模型是进行模拟分析的核心。
FLAC3D提供了多种材料模型，如弹性模型、弹塑性模型、损伤模型等，可以根据工程对象的特点选择相应的材料模型。
在设定材料模型时，需要确定材料的力学性质参数，如弹性模量、泊松比、黏滞参数等。
此外，还需要考虑材料的非线性行为，如材料的破坏以及损伤扩展等。
接下来，FLAC3D的建模分析还需要设置边界条件。
边界条件是模拟分析中模型的外部约束条件，能够模拟实际工程中存在的边界效应。
FLAC3D提供了多种边界条件设置方法，如约束边界条件、自由边界条件、外加载荷等。
在设置边界条件时，需要根据实际工程情况对边界的约束、内外力的作用以及位移和应力的变化等进行合理的设定。
最后，FLAC3D的模型求解是进行建模分析的最后一步。
在进行模型求解时，首先需要对模型进行网格适应和网格收敛性检验，以确保模型的可靠性和准确性。
02112_flac3d实用教程
2024/1/24
28
实例演示：复杂模型后处理过程展示
模型介绍
以一个具有复杂几何形状和多种材料属性的 FLAC3D模型为例，介绍后处理过程。
结果可视化
演示如何利用云图、剖面图和动画等多种手段对 复杂模型的后处理结果进行可视化展示。
ABCD
2024/1/24
数据提取与整理
展示如何从模型中提取关键数据，并进行格式化 和整理。
flac3d实用教程
2024/1/24
1
contents
目录
2024/1/24
• 软件介绍与安装 • 基础知识与操作 • 模型建立与网格划分 • 材料属性定义与赋值 • 数值模拟计算过程分析 • 后处理技巧与结果展示 • 工程案例应用举例
2
01
软件介绍与安装
2024/1/24
3
FLAC3D概述
26
数据提取和整理方法论述
数据提取
通过FLAC3D内置函数或外部 脚本语言（如Python）提取 模型中的关键数据，如节点
位移、应力、应变等。
数据整理
将提取的数据进行格式化处 理，以便于后续分析和可视 化。可以使用电子表格软件 （如Excel）或编程语言进行
数据处理。
2024/1/24
数据筛选
根据需要选择特定区域或特 定条件下的数据进行详细分 析，提高数据处理效率。
01
02
菜单栏
包含文件、编辑、视图、工具、窗口 和帮助等菜单，用于管理文件和执行 各种操作命令。
03
工具栏
提供常用命令的快捷按钮，方便用户 快速执行常用操作。
属性视图区
显示当前选中对象的属性信息，并允 许用户修改对象属性持多种 视图模式和渲染效果。
FLACFLAC3D基础与工程实例_记录
《FLACFLAC3D基础与工程实例》阅读札记目录一、FLACFLAC3D软件概述 (2)1. 软件背景与简介 (3)1.1 FLACFLAC3D的发展历程 (4)1.2 软件的应用领域及特点 (5)2. 软件安装与运行环境 (6)2.1 系统要求 (7)2.2 安装步骤 (8)2.3 运行环境配置 (10)二、FLACFLAC3D基础知识 (11)1. 基本概念与术语 (13)1.1 有限元分析原理 (14)1.2 离散元法简介 (14)1.3 FLACFLAC3D中的相关术语解释 (15)2. 软件操作界面及功能模块 (17)2.1 操作界面介绍 (18)2.2 主要功能模块说明 (20)2.3 菜单功能详解 (20)三、工程实例分析 (22)1. 地质工程实例 (23)1.1 工程背景及问题定义 (25)1.2 模型建立与参数设置 (26)1.3 结果分析与讨论 (27)2. 土木工程实例 (29)2.1 工程概况与建模目的 (30)2.2 建模过程及计算步骤 (31)2.3 结果展示与工程应用 (32)四、FLACFLAC3D应用技巧与注意事项 (33)1. 建模技巧与优化方法 (34)1.1 建模策略及优化思路 (35)1.2 网格划分与模型简化技巧 (36)1.3 参数设置与模型验证方法 (38)2. 数据分析与处理方法 (40)2.1 数据采集与整理方法 (41)2.2 结果分析与图表展示技巧 (42)一、FLACFLAC3D软件概述3D是一种广泛使用的岩土力学与有限元分析软件。
它是一套专门用来分析连续介质中的物理力学现象的强大工具，主要应用于土木、矿山、隧道等领域，能针对各种复杂的工程问题进行数值建模和模拟分析。
3D以其高效、灵活的数值分析能力，为工程师提供了强大的技术支持。
其主要特点包括：多功能：3D能够模拟多种物理过程，包括应力分析、稳定性分析、流体流动分析等，适用于多种工程场景。
FLACD基础知识介绍
F L A C D基础知识介绍 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】FLAC 3D基础知识介绍一、概述FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）由美国Itasca公司开发的。
目前，FLAC有二维和三维计算程序两个版本，二维计算程序以前的为DOS版本，版本仅仅能够使用计算机的基本内存64K），所以，程序求解的最大结点数仅限于2000个以内。
1995年，FLAC2D已升级为的版本，其程序能够使用护展内存。
因此，大大发护展了计算规模。
FLAC3D是一个三维有限差分程序，目前已发展到版本。
FLAC3D的输入和一般的数值分析程序不同，它可以用交互的方式，从键盘输入各种命令，也可以写成命令（集）文件，类似于批处理，由文件来驱动。
因此，采用FLAC程序进行计算，必须了解各种命令关键词的功能，然后，按照计算顺序，将命令按先后，依次排列，形成可以完成一定计算任务的命令文件。
FLAC3D是二维的有限差分程序FLAC2D的护展，能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析。
调整三维网格中的多面体单元来拟合实际的结构。
单元材料可采用线性或非线性本构模型，在外力作用下，当材料发生屈服流动后，网格能够相应发生变形和移动（大变形模式）。
FLAC3D采用的显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术，能够非常准确的模拟材料的塑性破坏和流动。
由于无须形成刚度矩阵，因此，基于较小内存空间就能够求解大范围的三维问题。
三维快速拉格朗日法是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为。
三维快速拉格朗日分析将计算区域划分为若干四面体单元，每个单元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性本构关系，如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动，则单元网格可以随着材料的变形而变形，这就是所谓的拉格朗日算法，这种算法非常适合于模拟大变形问题。
基于GIS和FLAC_3D_矿山地表沉陷可视化
FLAC3D 在矿山及建筑工程领域的数值模拟中应 用广泛，它对原型合理简化建立计算模型，选择合理 参数，能模拟出矿体开采诱发的地表移动和变形［5］。 因此，利用 FLAC3D模拟对地表移动变形进行了计算， 并将与地表布设的监测点实测值进行对比分析。 1． 2． 1 几何模型
采用三维快速拉格朗日连续分析（ Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions） FLAC-3D 2． 10 做研究平台，模拟小岭硫铁矿采矿产生地表沉 陷的状态。基于 FLAC-3D 对单元几何特征参数的 要求以及稳定性分析对介质尺寸的考虑，建立研究 对象的几何模型。其过程是： ①对矿区坐标进行变 换，设置能 直 观 反 映 分 析 模 型 几 何 特 征 的 坐 标 轴。 坐标变换后坐标轴设置结果为： X 轴沿矿体走向布 置，正方向为勘探线 4 线 ～ 1 线方向； Y 轴垂直矿体 走向布置，正方向从矿体东部指向矿体西部； Z 轴与 高程增加方向相同； ②根据地质剖面图、分段采矿工 程设计图，构建矿体几何模型。在模型中，矿体及其 相邻围岩采用 10 m × 10 m × 10 m 正六面体单元进 行离散； ③对矿体模型进行打包，以此为基础向外发 散，形成研究对象的几何模型。几何模型的范围在 3 个坐标方向依次为： 垂直方向（ Z 轴） 为 － 1 000 ～
Geostudio及FLAC3D
__________________________________________________G e o s t u d i o及F L A C3D__________________________________________________《地质工程数值法》GeoStudio上机实习作业内容：用GeoStudio的Seep/w模块模拟滑坡不同工况下的地下水渗流曲线。
要求：提供模拟结果文件，现场验收操作。
相关资料：滑坡工程地质剖面图；岩土参数；渗流模拟工况。
1 计算模型的建立根据2#滑坡的工程地质条件，选择该滑坡钻探剖面（图1）作为模拟剖面。
其方位NW113°，滑坡前缘高程1190m，后缘高程1398m，前缘和后部较薄，中部较厚，根据钻孔揭露，滑体物质主要是灰黑色碎块石土，滑带土主要为灰黒色含角砾粉质粘土、角砾质土或含角砾泥炭质土，滑带厚度0.6～1.5m，滑床为炭质页岩和炭质灰岩的碎块石土。
基于以上条件，对该堆积层滑坡的坡体地质模型进行网格剖分，共剖分为2829个网格单元，如图2所示。
图1 2#滑坡工程地质剖面图操作步骤：1.打开Geostudio：2.操作界面尺寸设置：3.导入图形4.检查图形5.设置材料属性6.将材料属性赋予给图形区域7.划分网格8.设置边界条件，修改颜色9.赋予边界条件10.检查模型是否正确11.保存，并solve12.查看结果与预期结果相一致，上层碎石土的渗流力明显大于滑床的。
2 计算参数与工况参数的取值主要由勘查资料中的岩土体物理力学试验、水文地质试验、工程地质类比以及经验值等综合确定。
具体为：模型材料的天然、饱和容重等由渗透试验确定；饱和体积含水量和饱和渗透系数，类比附近滑坡或者同一类型滑坡的物质组成及坡体结构等，确定出参数取值范围，然后根据野外钻探的实际资料，通过参数调整，反演出2#滑坡的实际地下水位，获取后续模拟的参数，渗流场模拟过程中所涉及到的各层岩土体参数见表1。
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《地质工程数值法》
GeoStudio上机实习作业
内容：用GeoStudio的Seep/w模块模拟滑坡不同工况下的地下水渗流曲线。
要求：提供模拟结果文件，现场验收操作。
相关资料：
✓滑坡工程地质剖面图；
✓岩土参数；
✓渗流模拟工况。
1 计算模型的建立
根据2#滑坡的工程地质条件，选择该滑坡钻探剖面（图1）作为模拟剖面。
其方位NW113°，滑坡前缘高程1190m，后缘高程1398m，前缘和后部较薄，中部较厚，根据钻孔揭露，滑体物质主要是灰黑色碎块石土，滑带土主要为灰黒色含角砾粉质粘土、角砾质土或含角砾泥炭质土，滑带厚度0.6～1.5m，滑床为炭质页岩和炭质灰岩的碎块石土。
基于以上条件，对该堆积层滑坡的坡体地质模型进行网格剖分，共剖分为2829个网格单元，如图2所示。
图1 2#滑坡工程地质剖面图
操作步骤：
1.打开Geostudio：
2.操作界面尺寸设置：
3.导入图形
4.检查图形
5.设置材料属性
6.将材料属性赋予给图形区域
7.划分网格
8.设置边界条件，修改颜色
9.赋予边界条件
10.检查模型是否正确
11.保存，并solve
12.查看结果
与预期结果相一致，上层碎石土的渗流力明显大于滑床的。
2 计算参数与工况
参数的取值主要由勘查资料中的岩土体物理力学试验、水文地质试验、工程地质类比以及经验值等综合确定。
具体为：模型材料的天然、饱和容重等由渗透试验确定；饱和体积含水量和饱和渗透系数，类比附近滑坡或者同一类型滑坡的物质组成及坡体结构等，确定出参数取值范围，然后根据野外钻探的实际资料，通过参数调整，反演出2#滑坡的实际地下水位，获取后续模拟的参数，渗流场模拟过程中所涉及到的各层岩土体参数见表1。
采用GEO-Studio软件中的SEEP/W模块进行滑坡渗流场模拟时，视滑坡岩土体材料渗透系数和体积含水量为坡体孔隙水压力的函数。
当岩土体处于饱和状态时，渗透系数和体积含水量为定值；而当岩土体处于非饱和状态时其渗透系数和体积含水量应该通过试验来确定。
但鉴于试验的难度，一般取经验值。
本节进行2#滑坡的渗流场模拟时采用SEEP/W模块自带的Van Genuchten经验曲线和饱和状态时的参数来确定当坡体材料处于非饱和状态时的渗透系数和体积含水量与孔隙水压力的函数关系，分别如图3~图8所示。
渗流模拟工况：一、自重+地下水；二、自重+50年一遇15日连续强降雨工况（50年一遇降雨强度为24小时最大值130.0mm）。
表1 2#滑坡渗流场模拟各层岩土体参数选取
岩性
天然
重度
(kN/m3)
饱和
重度
(kN/m3)
饱和体积
含水量(%)
饱和渗透
系数
（×10-7m/s）
抗剪强度指标
天然饱和
C(KPa)φ(°)C(KPa)φ(°)
滑坡堆积层19.720.522.8 6.938333227滑带19.720.523.2 6.922.52219.120.7滑床20.421.422.40.860425236
操作步骤：
1.输入模型
2.输入材料属性
3.输入材料属性（因为模型是直接从seep/w里面导入的，没有取消seep里面使用的划分网格）
4.画地下水位
5.draw slip surface and exit range
6.查看区域属性
7.画孔隙水压力云图
8.查看数据
9.Solve
可以看到安全系数为1.394
10.极限平衡法对应的每个条块受力图
11.查看不同的方法对应的不同安全系数
12.画孔隙水压力图
13.输出滑坡稳定性报告
FLAC 3D 数值模拟上机题
计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30°、45°、60°，岩土体参数为：
密度ρ＝2500 kg/m 3, 弹性模量E ＝1×108 Pa ，泊松比μ＝0.3，
抗拉强度σt ＝0.8×106 Pa ，内聚力C ＝4.2×104 Pa ，摩擦角φ＝17°，膨胀角Δ＝20°
试用FLAC 3D 软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边
界条件，利用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。
附 换算公式：
1 kN/m 3= 100 kg/m 3 剪切弹性模量：)1(2μ+=E G 体积弹性模量：)21(3μ-=
E
K 1.坡角为30°时
图1 倾角为30°的边坡(单位：m)
输入源代码：
set log on
set logfile stability30.log
gen zon brick &
p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10
gen zon brick &
p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 p4 100 2 40 &
p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10
model mohr
Plot
Show
Add surface blue
Add axes yellow
prop dens 2500 bulk 9.26e7 shear 3.79e7 coh 4.2e4 ten 8e5 friction 17 dilation 20 fix x y z range z -0.1 0.1
fix x range x -0.1 0.1
fix x range x 99.9 100.1
fix y
set gravity 0 0 -10
def calfos
minf=0
maxf=2
loop while maxf-minf>0.01
fs=(maxf+minf)/2.0
refric=atan(0.31/fs)*180/3.14
recoh=42000/fs
command
ini sxx 0.0 syy 0.0 szz 0.0 sxy 0.0 sxz 0.0 szz 0.0
ini xvel 0.0 yvel 0.0 zvel 0.0
ini xdis 0.0 ydis 0.0 zdis 0.0
pro fric refric coh recoh
set mech ratio 1e-5
solve step 5000
print fs
end_command
aa=mech_ratio
if aa<1e-5 then
minf=fs
else
maxf=fs
end_if
end_loop
end
calfos
save 2.sav
输入指令显示图形
可以得到fs=1.476，边坡是稳定的。
2.坡角为45°时
修改对应的尺寸即可
gen zon brick &
p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10
gen zon brick &
p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 60 0 60 p4 100 2 40 & p5 60 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10。