FLAC3D数值模拟在采矿工程的应用
基于FLAC3D上向水平分层充填采矿法数值模拟
ｕｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｉｎｇ；ｏｖｅｒｈａｎｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｃｕｔ—ａｎｄ ｆｉｌｌ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｏｐ ｈｅｉｇｈｔ；ｇａｐ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ ａｒｅａ
确定合理的采场参数和选择合适的回采工艺是 矿山进行安全、高效生产的前提。确定采场参数有 不同的方法，如经验类比法、现场试验法及数值分 析方法等…。数值分析方法首先要建立矿岩岩石 力学数学模型，然后在特定的边界条件下求出该问 题的解。随着计算机技术的发展，数值分析技术在 矿山工程中得到了广泛的应用旧。４１。
Ｆｉｇ．６ Ｆｉｇｕｒｅ ａｒｅａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｍｏｄｅｌ ｓｅｃｔｉｏｎ（Ｙ＝２５ｍ）
２００８年８月 第３７卷第４期（总第２１１期）
云南冶金 ＹＵＮＮＡＮ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ａｕｇ．２００８ ＶｏＬ ３７．Ｎｏ．４（Ｓｕｍ ２１１）
基于ＦＬＡＣ３Ｄ上向水平分层充填采矿法数值模拟
郑友富，王洪武，曾 晟，贺桂成
（云南驰宏锌锗股份有限公司，云南 曲靖６５５０００）
摘要：为了安全高效地回收宁南骑骡沟铅锌矿区残矿，采用ＦＬＡＣ３Ｄ有限元法对上向水平分层充填采矿法 的结构参数和开采工艺过程进行了数值模拟，以便指导残矿的开采方案设计。数值模拟结果表明：上向水平分层 充填采矿法的最大控顶高度为１０ｍ，最大空区暴露面积控制在１５０—２５０ｍ２以内，采用３采１充或２采１充的回采 工艺能保证安全产生。生产结果表明：应用数值模拟结果指导采矿方法和开采工艺设计是合理的。
／‘＝（盯ｌ～盯３）一（盯１＋盯３）ｓｉｎｑｏ一２ｃｃｏｓｑｏ＝０（１） 最大拉应力准则屈服函数为：ｆ１＝０＂３一盯．（２） 式（１），（２）中Ｃ为材料的粘聚力；妒为内摩擦 角；０－为抗拉强度；们，０＂３为最大主直力和最小应力。 ２）计算参数根据骑骡沟铅锌矿区探采结合 工程可行性研究报告，数值分析力学参数见表Ｉ。
FLAC3D数值模拟基础
术语
格网点 结构线
区域（Zone）……有限差分划分的带在几何上是最小的区 域，在在这个区域里的每一个现象的变化，如应力应变都可以 估计出，。各种形状的多面体（立方体、楔形、锥体、四面体 格网区域 等）可用来构造模型并可用plot显示出来。每一个多面体可能 有一套或两套表层设置，这由5个四面体组成。默认的情况下， 水 平 边 界 压力 两个表层设置用在对计算精度要求高的情况下，区域的另外一 种叫法是要素。 栅格点（GridPoint）……栅格点是有限差分单元的角点。 一个多面体可能有5个、6个、7个或8个网格点，主要取决于多 面体的形状。给定每个节点的x，y和z值这样就具体确定了有限 差分单元，。其他叫法有：节点，交点。 有限差分栅格（Finite Difference Grid）……有限差分 网格是研究区域中一个或多个通过物理边界连接的有限差分单 元的集合。另一个叫法是网格，有限差分网格也可以标识出模 型中每个状态的存储位置，FLAC3D所生成的矢量都保存在节 点上（如：受力、速度、位移）。标量和张量保存在单元的中 心（如应力、材料属性）。
水平边 界 压力
内部开挖边界 滚动底 端边界
FLAC3D的前后处理
术语
格网点 结构线
ID号码ID NUMBER-----FLAC3D模型中的单元以ID号 加以区分，下面的单元有ID号；内部面、节点、区域、体积、 历史、表格、显示项和结构单元的全部内容。这帮助用户确 定模型中的单元，可用porint命令获得ID号，用户可给内部格网区域 面、结构单元、历史等赋ID号。 实体结构单元同样也有CID号，系统给每一个网格， 水 平 边 界 单元都创建了一个CID号，这与梁，柱等不一样。 压力 结构单元STRUCTURAL ELEMENT------在FLAC3D 中有两种结构单元。二结点，线性单元表示梁，柱作用。三 结点，三角平面单元表示面状，结构单元用来模拟土体或岩 体中结构支护的相互作用。非线性材料作用可用单元表示。 每一结构单元实体（梁，柱，面体）包括三个内容： 结点、单个单元（也叫sels）和网格连线，这些内容的不同 可区别出梁、桩、面体的作用。 步STEP------因为在FLAC3D是具体代码，问题的计算 须分步进行，随步长的增加，现象的有关信息在研究区域传 递。对于静态分析，需要给一个具体的步，让其达到平衡状 态，典型的问题计算在2000-4000步之间，其他叫法有时 间步，循环次。
基于FLAC3D数值模拟的煤层群上行开采分析
基于 FLAC3D 数值模拟的煤层群上行开采分析摘要：针对近距离煤层群上行安全高效开采上部遗漏煤炭资源的问题，采用理论分析和FLAC3D数值模拟实验相结合的方法，分析了近距离煤层群上行开采的采动影响范围，模拟了煤层群下部7号煤层1377工作面和9号煤层1397工作面开采后对上部5号煤层1357工作面产生的采动影响。
通过现场工业性试验表明：在1357工作面回采时，在回风巷端头开始80m范围内倾角变化量较大，可达2°至3°，80m范围以外煤层倾角基本无变化量；回风顺槽的下沉量从停采线向切眼方向下沉量从0.2m逐渐增大到4.2m，而运输顺槽的下沉量基本未发生变化，实现上部遗漏煤炭资源的安全开采，获取良好的经济效益和社会效益。
关键词：近距离；煤层群；上行开采；采动影响；数值模拟实验中图分类号：TD 822文献标识码：A1工程概况钱家营煤矿位于河北省，井田煤系属于下统二叠系和上统石炭系，中奥陶统马家沟组石灰岩构成基底地层，厚度500m左右的煤系地层，煤系共有十几层含煤层，煤层总厚度达19.79m，含煤系数3.96%。
井田内含6层可采煤层，即煤5、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1。
煤层平均厚度分别为1.42m、3.24m、1.25m、2.2m、0.78m、2.29m，煤层平均间距分别为32.56m、6.26m、10.69m、15.24m、62.09m。
目前该矿井正开采5号煤层的1357工作面，工作面范围内煤层厚度在0.4～2.4m之间，平均厚度1.4m，开切眼附近和工作面中部为薄煤层开采条件，煤层厚度小于1.3m，5号煤层整体结构简单，赋存较稳定；煤层倾角在4～10°之间，平均7°，煤层走向在N50°～70°之间。
5号煤层1357工作面倾斜下方距离32.56m为7煤层1377工作面，已回采完毕；下方距离64.75m为9煤层1397工作面，正在回采；下方12-1煤层暂无工程施工。
基于FLAC3D对煤矿地下开采中冒落带演变模拟研究
Value Engineering0引言在煤矿进行开采推进时，采空区经常会发生冒落现象。
当发生冒落时，垮落的岩块会压缩采空区内的气体，速度极快的气流对井下人员造成危害。
由此可见，预测冒落出现时工作面的推进方位对确保井下人员的生命安全至关重要[1]。
1冒落现象的产生原因与过程分析1.1冒落现象的产生原因随着煤矿地下开采的不断深入，采空区内顶板岩层应力平衡被打破，并逐渐形成了新的应力状态。
当岩体中自身的承载力小于新的应力时，顶板岩层就会出现冒落现象[2]。
最初采空区覆岩体大多沿着破裂结构面移动，随之发生冒落。
但工作面的深入推进，采空区内的冒落现象发生频率不断增加。
当岩体中冒落现象积累到一定的程度时，采空区两端岩体所承受的剪应力逐渐增大，岩体沿着剪切断面滑移，发生大规模冒落。
由于岩层的移动，岩层顶板的临空面缺少支撑，临空面附近的岩体发生了应力重分布，采空区岩体将受到采空区四周岩体的挤压作用力，上覆岩层中区域的应力或增加，或减小，形成了增压区与减压区。
1.2过程分析1.2.1工作面初次来压随着工作面的推进深入，采空区上方的岩层出现部分断裂现象，开始向采空区冒落，一般将首次出现的大规模冒落称为初次冒落，垮落岩体使工作面承受了巨大的压力，称为工作面的初次来压[3]。
初次来压时，工作面的推进方位距开切眼煤壁的距离l p 称为初次来压步距,一般为25到30米。
发生初次来压时，煤壁会出现片帮，工作面支架受到了来自垮落岩体的压力。
因此工作面必须采取相应的安全措施，如加强放定线的支护等。
1.2.2周期来压随着采空区顶板岩层发生了初次垮落，工作面支架受到的压力降低，但当工作面继续向前推进时，采空区的顶板岩层在围岩应力与自身重力的作用下，新的冒落现象又———————————————————————收稿日期:2017年5月20日。
作者简介:李科（1992-），男，内蒙古乌海人，昆明理工大学，硕士研究生，地质工程专业。
基于FLAC3D 对煤矿地下开采中冒落带演变模拟研究Simulation Study on the Evolution of Caving Zone in Coal Mining Underground Mining Based on FLAC3D李科①LI Ke ;朱杰勇①ZHU Jie-yong ;高秀②GAO Xiu（①昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093；②阳泉煤业有限责任公司，阳泉045000）（①Faculty of Land Resource Engineering ，Kunming University of Science and Technology ，Kunming 650093，China ；②Yangquan Coal Industry Co.，Ltd.，Yangquan 045000，China ）摘要:放顶煤采煤技术运用广泛，但在开采推进过程中，采空区会发生冒落现象。
FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的运用
FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的运用随着矿山的深入开采，越来越多的煤矿由浅埋向深埋方向逐渐发展，急倾斜软底综采工作面成为矿山开采的新趋势。
急倾斜软底综采工作面开采受到了来自地质构造、矿体力学性质、采煤机械设备等多方面因素的影响，因此在进行开采设计时，必须充分考虑地质工程条件和地下水文地质条件，以减小采场失稳的可能性，提高工作面的开采效率和安全性。
在这种情况下，FLAC3D数字模拟分析技术成为一种有效的工具，可以帮助工程师们在设计阶段更加准确地评估工作面的稳定性，并制定相应的安全防护措施。
FLAC3D是一种地下空间稳定性分析的三维数值模拟软件，它可以模拟岩土体在地下空间中受到外力作用的变形和破坏行为。
通过建立针对特定矿区的地质力学数值模型，结合地质构造、地下水文条件等信息，利用FLAC3D进行数字模拟分析，可以对急倾斜软底综采工作面进行稳定性评估，优化开采方案，并制定相应的安全防护措施。
在进行FLAC3D数字模拟分析时，首先需要获取矿体的地质特征、构造信息、地下水位及渗流规律等数据。
然后根据采矿压力、围岩稳定性、巷道支护等因素，建立FLAC3D的数值模型，模拟和分析矿山的地下稳定性。
通过对工作面周围围岩的受力、变形情况进行模拟，可以预测工作面的稳定性和采场支护的需要，为后续的设计和开采提供重要的参考依据。
采用FLAC3D进行数字模拟分析，可以帮助工程师们更加准确地评估急倾斜软底综采工作面的稳定性，并有效地预测可能出现的地质灾害。
在模拟分析结果基础上，工程师们可以形成相应的预警机制和紧急应对预案，及时采取措施，减少事故发生的可能性，保障工作面开采的安全。
基于FLAC3D数字模拟分析的结果，工程师们还可以优化工作面的开采设计和支护方式。
在模拟分析中，可以通过调整采场布置、支护形式和方式，提高工作面的稳定性，减少煤炭开采过程中的围岩破坏和积压导致的地质灾害风险。
针对急倾斜软底综采工作面的特殊地质条件和采煤机械设备的特点，FLAC3D数字模拟分析在选择适宜的开采工艺和支护措施方面，具有独特的优势。
FLAC3D在矿业工程中的应用111
The End 谢 谢！
三、FLAC基本算法
• FLAC软件的设计的基本算法即拉格朗日差分法， 是一种 利用拖带坐标系分析大变形问题的数值方法，并利用差分 格式按时步积分求解。 • 对于某一个结点而言，在每一时刻它受到来自其周围区 域的合力的影响。如果合力不等于零，结点就会失稳而产 生运动，从而可以在一个时步中求得速度和位移的增量。 对于每一个区域而言，可根据其周围结点的运动速度求得 它的应变率，然后根据材料的本构关系求得应力的增量。 由应力增量求出t 和t+△t 时刻各个结点的不平衡力和各个 结点在t+△t 时的加速度。积分加速度，即可求出结点新 的位移值，从而计算出各结点新的坐标值。
• 具体过程： • 1、计算模型和计算参数的选取 • 2、计算结果及对比分析
• 结论：当研究区域内存在断层时， 经典的概率积分法 不能考虑断层的影响，致使其不能合理地预计地表移 动与变形， 尤其是不能合理地预计地表移动最大值的 位置。在这种情况下， 用FLAC 等数值模拟方法克服 了概率积分法需要确定一些预计参数的缺点， 无需作 任何假设和确定一些关键的参数， 完全是建立在客观 反映原型)和模拟开挖过程力学效应的基础上， 模型越 能反映原型的客观条件， 就越能准确地预计开采引起 的地表变形， 所以在数值模拟方法中， 对原型的考察 、研究和合理的简化是十分重要和必要的。
合理性从而在某种程度上说明在生产实践中这样的三
带划分具有一定的指导意义。
3、FLAC 在矿山开采沉陷预测中 的应用
• 矿山开采前对开采沉陷作出预计对保护地面建筑物和 地面环境具有十分重要的意义。值得一提的是，60 年 代我国学者引入波兰学者提出的开采沉陷的随机介质 理论，并加以改进和完善，提出了地表移动预计的概 率积分法，该方法直到目前仍被我国采矿行业广泛应 用。
FLAC3D在地下矿山采场稳定性分析中的应用
FLAC3D在地下矿山采场稳定性分析中的应用摘要：在地下矿山生产体系中，矿体开挖的动态作业，会使得矿体应力平衡状态受到破话，在应力重新分布后，应力作用更加明显，因此对采场稳定性产生影响。
本文基于地下矿山采场失稳机理，说明FLAC3D在采场稳定性分析中的具体应用，并明确分析结论，以此为相关工作开展提供参考。
关键词：FLAC3D；矿山采场；稳定性分析FLAC3D是基于二维有限差分程序拓展而来，主要用于土质、岩石等材料三维结构受力特性模拟和塑性流动分析的软件。
基于模拟塑性破坏和塑性流动的准确分析，采用动态运动方程分析方法，能够较为快速、便捷的分析各种场景下特定材料三维结构受力情况。
在地下矿山生产中，做好采场稳定性分析，结合分析结果做好支护处理，是确保采场运行稳定、有效提升生产安全水平的基本保障。
1、地下矿山采场失稳机理1.1 采场围岩变形特性在地下矿山采场作业流程中，围岩内垂直方向的应力会明显大于水平方向应力，在顶板围岩除，拉应力作用较为显著。
而在拉应力超出极限并在继续开采作用下，必然会使得顶板及拐角部位发生裂隙现象[1]。
在支护不到位情形下，则会出现变形破坏甚至是塌落现象。
而在水平方向大于垂直方向应力时，顶板围岩则是受剪应力作用较为显著，使得围岩结构出现松动、错动或膨胀等现象，也会对造成围岩破坏，对生产运行安全产生影响。
1.2 采场失稳模式矿山采场失稳是地下矿山生产安全影响较为明显的问题，依据围岩变形特征和生产管理情况，失稳现象主要有三种模式：（1）顶板围岩局部位置为出现失稳，但矿柱能够保持稳定状态；（2）矿柱出现失稳现象，但顶板围岩依然较为稳定；（3）顶板和矿柱同时出现失稳现象。
虽然这三种模式的表现形式有所差异，但是在其中任何一种失稳现象发生时，都会由于进一步发展而造成采场整体稳定性不足，因此利用先进技术对采场进行稳定性分析，为支护设计处理提供精准参考，是生产安全管理工作需要关注的重点内容[2]。
FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的运用
FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的运用1. 引言1.1 研究背景急倾斜软底综采工作面是煤矿生产中常见的一种采矿工作面类型，具有工作面顶板厚度薄、倾角陡、软弱岩层易塌等特点。
在采矿过程中，急倾斜软底综采工作面存在着较大的安全隐患，容易发生顶板坍塌、支护破坏等事故。
将FLAC3D数字模拟分析技术应用于急倾斜软底综采工作面的安全防护设计中，对于提高工作面的安全性，减少事故发生具有重要的意义。
本研究旨在探讨FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的运用，为矿山生产安全提供参考依据。
1.2 研究意义急倾斜软底综采工作面是煤矿开采中常见的一种采煤工作面形式，具有煤层倾角大、地压大、岩层易变形等特点，工作面安全问题备受矿山生产管理者的关注。
在工作面的开采过程中，往往会遇到岩层崩塌、地压灾害等安全隐患，这不仅会导致人员伤亡，还会影响矿山的正常生产。
对急倾斜软底综采工作面的安全防护设计进行研究具有非常重要的意义。
通过对该工作面进行数字模拟分析，可以真实地模拟出施工过程中岩层的变形和破坏情况，为设计合理的安全措施提供科学依据。
数字模拟分析可以帮助预测工作面可能出现的危险情况，及时采取相应的应对措施，保障矿山生产的安全和稳定。
本研究旨在探讨FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的应用，为矿山生产管理者提供更加科学、有效的安全措施，以确保矿山生产安全，保障工人的生命财产安全。
【研究意义】1.3 研究目的研究目的是通过对急倾斜软底综采工作面进行FLAC3D数字模拟分析，探讨在开采过程中可能发生的地质灾害及其危害机理，为设计合理的开采安全防护方案提供科学依据。
具体目的包括：1. 分析工作面周围岩层的力学特性，预测可能出现的岩体位移、倾倒和坍塌等情况，为采矿区域的稳定性评价提供依据；2. 通过FLAC3D模拟，研究采场开采过程中可能导致的应力变化及岩体变形规律，为制定合理的支护设计提供参考；3. 基于FLAC3D模拟结果，分析不同开采方案对工作面稳定性和安全性的影响，为优化采矿方案和加强安全防护提出建议；4. 总结FLAC3D数字模拟分析在急倾斜软底综采工作面开采安全防护设计中的应用效果，为矿山生产安全提供技术支持和参考依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一个多面体可能有5个、6个、7个或8个网格点，主要取决于多
面体的形状。给定每个节点的x，y和z值这样就具体确定了有限
差分单元，。其他叫法有：节点，交点。
有限差分栅格（Finite Difference Grid）……有限差分
网格是研究区域中一个或多个通过物理边界连接的有限差分单
元的集合。另一个叫法是网格，有限差分网格也可以标识出模
岩土力学/岩石力学分析，例矿体滑坡、煤矿开采沉陷预 测、水利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究等
岩土工程、采矿工程、水利工程、地质工程
特色：
大应变模拟 完全动态运动方程使得FLAC3D在模拟物理上的不稳定过
程不存在数值上的障碍 显示求解具有较快的非线性求解速度
FLAC3D简介
1 承受荷载能力与变形分析：用于边坡稳定和基础设计 2 渐进破坏与坍塌反演：用于硬岩采矿和隧道设计 3 断层构造的影响研究：用于采矿设计 4 施加于地质体锚索支护所提供的支护力研究：岩锚和土钉的 设计 5 排水和不排水加载条件下全饱和流体流动和孔隙压力扩散研 究：挡土墙结构的地下水流动和土体固结研究 6 粘性材料的蠕变特性：用于碳酸钾盐矿设计 7 陡滑面地质结构的动态加载：用于地震工程和矿山岩爆研究 8 爆炸荷载和振动的动态响应：用于隧道开挖和采矿活动 9 结构的地震感应：用于土坝设计 10 由于温度诱发荷载所导致的变形和结构的不稳定：高辐射 废料地下埋藏的性能评价 12 大变形材料分析：用于研究粮仓谷物流动及井巷和矿洞中 材料的总体流动
开始
生成网格并调整网格的形状； 持续的运动和连续的物质属性； 特定的边界条件和初始条件。
到达平衡状态
效果是否符合要求
作如下改变： 开挖模型的物质属性
改变边界条件
实施求解
效果是否符合要求
参数是否调整
结束
基本原理
有限差分法 Lagrangian网格 空间混合离散技术 Lagrangian格式动量平衡方程 FLAC3D的求解过程 FLAC3D的本构模型
FLAC3D的求解过程
速度
对所有的网格节点
平衡方程 (动量方程)
Gauss定律 应变率
对所有单元
应力—应变关系 (本构模型)
节点力 单元积分 新的应力
FLAC3D中的本构模型
开挖模型null 3个弹性模型
各向同性弹性 横观各向同性弹性 正交各向同性弹性
8个塑性模型（Drucker-Prager模型、MorhCoulomb模型、应变硬化/软化模型、遍布节理 模型、双线性应变硬化/软化遍布节理模型、修正 剑桥模型和胡克布朗模型）
估计出，。各种形状的多面体（立方体、楔形、锥体、四面体 格网点
等）可用来构造模型并可用plot显示出来。每一个多面体可能 有一套或两套表层设置，这由5个四面体组成。默认的情况下， 格网区域
两个表层设置用在对计算精度要求高的情况下，区域的另外一
种叫法是要素。
水平
边界
栅格点（GridPoint）……栅格点是有限差分单元的角点。 压力
FLAC3D中的本构模型
模型
材料特性
实际应用
空模型
线弹性模型正交各向同性 弹性横观 Nhomakorabea向同性 弹性
德鲁克-普拉格 模型
摩尔-库仑 模型
应变硬化/软化摩尔-库仑 模型
遍布解理模型 双线性应变硬化/软化遍
布解理模型
双屈服面塑性模型
修正剑桥模型 胡克-布朗模型
空
均匀各向同性的线形本构关系
正交各向同性材料
横观各向同性弹性(即板岩)
不超过强度极限的层压材料
与隐式有限元程序相比的常用模型 岩土力学通用模型(边坡稳定性分
析，地下开挖) 破坏后研究(失稳过程，立柱屈服，
顶板崩落) 松散沉积地层中的开挖
层状材料破坏后研究
粘土 岩石
FLAC3D的前后处理
术语
区域（Zone）……有限差分划分的带在几何上是最小的区
域，在在这个区域里的每一个现象的变化，如应力应变都可以
基本原理
建立FLAC计算模型，必须进行以 下三个方面的工作：
1. 有限差分网格 2. 本构特性与材料性质 3. 边界条件与初始条件 完成上述工作后，可以获得模型 的初始平衡状态，也就是模拟开挖 前的原岩应力状态。然后，进行工 程开挖或改变边界条件来进行工程 的响应分析。
网格确定问题的几何尺寸；持续的 运动和连续的物质属性决定了模型 的扰动（如由于开挖引起的变形） 形式；边界条件和初始条件确定了 模型的初始状态（没有引起扰动或 变形的状态）。
FLAC3D数值模拟在采矿工程的应用
主要内容
FLAC3D软件简介
FLAC3D数值模拟在岩土工程的应用
FLAC3D简介
美国Itasca（依泰斯卡）咨询公司开发2D程序(1986) 1990年代初引入中国 有限差分法(FDM) DOS版→2.0 →2.1 →3.0
FLAC3D简介
应用：
边界条件（Boundary Condition）……即模型边界的格网区域
约束条件或控制条件的给定（如：限制位移、渗透条件、绝
热条件）。
水平
边界
初始条件（Initial Conditions）……即在对模型加载 压力
或开挖等作用前的各种参数状态。
基本模型（Constitutive Model)……基本模型（材料
模型）即规定了FLAC3D模型中某一区域的变形或强度效应，
可用大量基本模型去近视地质材料，可以单独定义FLAC3D
模型中的基本模型和材料模型。
空单元（Null Zone）……空单元表示此区域为空（就
极限分析，底摩擦角的软粘土 松散或胶结的粒状材料：土，岩石，混
凝土 存在非线性硬化或软化的粒状材料 具有强度各向异性的层状材料(即板岩) 具有非线性材料硬化或软化的层状材料 轻胶结的粒状材料，在压力作用下导致
永久体积减小 变形和抗剪强度是体变的函数
各向同性的岩石材料
孔洞，开挖，后续施工材料(如回填) 低于强度极限的人工材料(如钢 铁)；安全系数计算 不超过强度极限的柱状玄武岩
型中每个状态的存储位置，FLAC3D所生成的矢量都保存在节 点上（如：受力、速度、位移）。标量和张量保存在单元的中
滚动底 端边界
心（如应力、材料属性）。
内部开挖边界
结构线 模型边界
水平边 界 压力
FLAC3D的前后处理
术语
模型边界（Model Boundary）……即有限差分网格的 格网点
外围，内部边界也同样是模型边界（如网格中的空洞）。