岩土工程的数值方法
岩土工程中的数值模拟方法及工程应用
岩土工程中的数值模拟方法及工程应用岩土工程是一门研究土体和岩石在水、力和热的作用下行为特性及其在工程实践中应用的学科。
随着计算机技术的不断发展和应用，数值模拟方法已经成为岩土工程中必不可少的研究手段之一。
本文将从有限元方法、离散元方法和边界元方法三个方面探讨岩土工程中常见的数值模拟方法及其工程应用。
一、有限元方法有限元方法是目前最为广泛应用的岩土工程数值模拟方法之一，其主要特点是可以进行非线性和非平衡的分析。
在岩土工程中，有限元方法主要用于模拟岩土体在受力下的变形和破坏过程。
有限元方法的求解过程可以划分为以下三个步骤：1. 离散化——将复杂的物理问题离散化为条形单元进行计算，使得计算变得简单；2. 建立方程——将有限元模型建立为代数方程组，通过求解方程组得到解；3. 处理结果——利用分析结果来展示研究对象的物理特性和行为。
在岩土工程中，有限元法主要用于地下工程和地震工程等方面的研究，比如隧道围岩和坝体安全评价、塑性材料本构模型细化、岩石三轴试验模拟等。
有限元法的应用使得传统规律模型得以精细化，模拟效果更加接近实际情况。
二、离散元方法离散元方法是一种用离散单元来描述物质状态、分析物质运动的力学方法。
离散元方法是一种适用于多体动力学和岩土体力学问题的数值分析方法。
离散元方法的特点是将物体分解成为微小单元进行数值模拟，从而得到宏观上看起来的结果。
在岩土工程中，离散元方法主要用于土体颗粒流、岩体破坏分析、地震工程模拟等方面的研究。
离散元法常用于研究固体、颗粒和流体的耦合问题，如土石流运动规律研究、软黏土土体力学性质研究等。
三、边界元方法边界元方法，也叫边界积分方法，是一种应用在数学物理问题上的计算算法。
该方法不需要离散化处理，只需要在表面上建立边界元网格即可。
在岩土工程中，边界元方法主要用于颗粒间相互作用、地下水流、地震动等方面的研究。
边界元方法的优点是不需要建立离散网格，仅需在边界上建立少量的节点，计算速度较快，且精度较高，由此常用于模拟地下水流动或地震波传播。
岩土工程的数值分析
有限元法的发展：20世纪60年代初，有限 元法在岩土工程中得到应用。由于它能够较 容易地处理分析域的复杂形状及边界条件、 材料的物理非线性和几何非线性，所以有限 元的应用和发展非常快。它在土体渗流、固 结、稳定和变形分析等各个领域得到广泛应 用。它被应用于浅基础、桩基础及各类深基 础、挡土墙、堤坝、基坑和隧道等各类岩土 工程问题的分析。有限元法不仅用于分析静 力问题、动力问题，还用于分析上部结构、 基础和地基的相互作用等问题。 在有限元 分析中可以采用总应力分析法，也可以采用 有效力分析法。
边界元法的发展： 20世纪20年代，边界元法的理论基 础就已初步形成。到20世纪60年代中期，边界元法在工 程技术问题中的应用逐渐斩露头角。尤其是自70年代末 直至现在，边界元法发展迅速。边界元法的思路是把所 要求解的微分方程转化成相应的边界积分方程，然后采 用边界积分方程的数值法求得原问题的数值解。这种方 法的特点是通过边界上的量来确定区域内部的未知量， 它与有限元法相比，具有信息准备工作少等优点。边界 元法采用类似于有限元法的离散技术来离散边界。离散 化所引起的误差仅来源于边界，提高了计算精度。边界 元法在分析边坡稳定性、地下水渗流等方面取得了良好 的效果。边界元法与有限元法相比，具有降低所求问题 的维数，计算量和计算时间相对减少，计算精度相对高 的特点，应该说比有限元法具有更强的生命力。但事实 上边界元法并没有得到像有限元法那样广泛的应用。其 中原因有，一是边界元法对变系数或非线性问题的适用 性不如有限元法；其次，边界元方程没有较好的前后置 处理技术，计算结果表示也不很直观和形象。
岩土工程中的模拟试验与数值计算
岩土工程中的模拟试验与数值计算岩土工程是一门研究地面工程结构及地下工程物资在土体和岩石的相互作用下的受力和变形规律的学科。
近年来，随着科学技术的飞速发展和各领域集成应用的逐渐深入，模拟试验与数值计算在岩土工程领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍岩土工程中模拟试验与数值计算的意义、方法和应用。
一、模拟试验的意义岩土工程中的模拟试验是指通过实验手段来研究岩石和土体体系在外力和环境的作用下的变形规律及其力学行为。
模拟试验的意义在于：1、验证理论理论模型只是粗略地描述了地下工程的结构和变形形态，而实际环境中各种因素的复杂性往往超出了理论模型的范畴。
通过模拟试验，可以验证理论模型的实用性和可行性，为理论模型的修正和完善提供依据。
2、预测实际工程模拟试验可以模拟地下工程的实际工况，预测其在工程过程中的变形、应力等情况，为工程设计和工程实施提供科学依据。
3、提高工程质量通过模拟试验，可以在实际工程中预测出各种可能制约工程质量的因素，提前制定预防措施，避免工程事故的发生。
二、模拟试验的方法模拟试验分为室内试验和现场试验。
室内试验主要用于长期稳定的力学特性、渗透特性、水文特性等方面的研究；而现场试验则可用于直接获得现场的资料，如地层物性资料、承载能力信息等。
1、室内试验室内试验分为理论数值模拟试验和物理模型试验两种。
理论数值模拟试验理论数值模拟试验可以对物理模型试验中难以量化的问题进行数值解决。
这种方法涉及到计算机科学和数学模型，主要是通过将真实物理场抽象成数学模型，利用计算机模拟实际物理场景，以达到物理问题的可解性。
物理模型试验物理模型试验是通过对真实工程场景的缩减，建造一个缩比模型，在模型中模拟真实工程的本征特性和变形规律。
模型试验在预测工程的性能和可靠性方面具有很大的优势。
2、现场试验现场试验分为静载试验和动载试验两种。
静载试验静载试验是通过给地基施加等量的加载，以极大程度地模拟地下工程承载能力和变形情况，来评估地基的承载力和沉降性能。
岩土工程中的数值模拟方法研究
岩土工程中的数值模拟方法研究岩土工程是研究土壤和岩石的力学性质、形态、结构、属性以及它们之间的相互关系的学科。
为了解决实际工程中遇到的地质问题，岩土工程师需要对土地和石头的力学性质进行深入研究。
数值模拟方法是岩土工程中比较重要的研究方法之一，它可以有效地研究结构物的稳定性和地基的承载能力等问题。
本文将重点介绍岩土工程中的数值模拟方法研究。
一、岩土工程中的数值模拟方法在岩土工程中，数值模拟方法主要采用有限元法、边界元法、有限差分法等方法。
1. 有限元法有限元法是一种将实际问题离散化的方法。
通过分析每个离散化的单元的边界值和内部值，得出全局问题的近似解。
有限元法在岩土工程中的应用很广泛。
根据模拟对象不同，有限元法可以被分为以下几种。
（1）岩土体的有限元法岩土体的有限元法主要用于研究岩土、土壤等材料的力学性质。
它将岩土体划分为许多小单元，然后采用有限元法对每个单元的运动和变形进行计算。
通过不断迭代，可以得出最终的解决方案。
（2）混凝土结构的有限元法混凝土结构的有限元法主要用于研究混凝土结构的力学性质。
将整个建筑物划分为许多小单元，然后通过有限元法进行计算和模拟，最终得出结构物的稳定性和承载能力等参数。
2. 边界元法边界元法也是一种数值模拟方法。
与有限元法不同的是，边界元法主要是对问题的边界进行分析而不是进行全局分析。
这种方法在处理边界复杂、计算单元较少的情况下，效率较高。
3. 有限差分法有限差分法是通过计算差分形式方程来求解偏微分方程的一种方法。
它将连续的物理空间离散为一系列代表物理属性的网格单元格，并将问题表示为这些单元格之间的状态变化。
利用差分方程求解物理量值的变化。
二、数值模拟方法在岩土工程中的研究现状在岩土工程的研究领域中，数值模拟方法已经得到了广泛的应用。
在工程实践中，它为工程设计提供了重要的依据。
如今，许多研究组织和科学家都在积极开展数值模拟方法在岩土工程中的研究。
他们通过开展实验，采用新的数值模拟方法，并通过对现有方法的改进来提高模拟的准确性和可靠性。
岩土工程中的数值模拟技术研究
岩土工程中的数值模拟技术研究一、前言岩土工程是一门非常重要的学科，应用范围广泛，涉及到建筑、铁路、道路等领域。
随着人们对工程设计质量要求的提高，传统的设计方法已不能满足需求，数值模拟技术逐渐成为了岩土工程师不可或缺的工具之一。
本文将重点介绍岩土工程中的数值模拟技术的研究及其应用。
二、岩土工程中数值模拟技术的概述1. 数值模拟技术的基本原理岩土工程中的数值模拟技术，是一种通过计算机模拟物理过程或现象的方法。
根据数学模型或算法，将岩土工程中的复杂问题简化为计算机可以理解的数学模型，然后利用数值计算方法对其进行求解。
其基本原理是离散化，即将求解区域网格化，将连续的问题转化成离散的问题，在每个网格节点上计算数值，最终求解整个问题。
2. 数值模拟技术的优点相对于传统的试验分析和经验设计，数值模拟技术具有许多优点。
首先，可以减少人为因素的干扰，比如考虑到岩土场地中的极端天气条件是一项任务相对较好的事情。
其次，计算机可以大大减少反复地尝试的时间和成本，从而提高效率和质量同时保证了成果的可靠性。
然后，数值模拟可以很好地模拟强度、变形、稳定性、渗透性等多种工程关键性状，并进行不同的场景测试，以确定设计方案。
三、岩土工程中数值模拟技术的应用1. 计算地下矿山在煤炭业和金属矿产开采行业中，探测矿山地下空间的结构和稳定性是一项非常关键的任务，模拟技术可以很好地解决这个问题。
利用数值模拟技术，可以模拟岩层的结构，预测地下空间的变形和稳定性。
利用数值模拟技术，可以确定稳定的开采方案，从而提高矿山的生产效率和获益。
2. 道路和桥梁结构分析在岩土工程中，模拟技术也常被用于道路和桥梁结构的分析和设计中。
利用数值模拟技术，可以精确地预测交通运输系统受地震影响的情况，以及各种情况下桥梁会发生的变形和破坏。
此外，模拟技术的使用可以节省建造时间和减少对环境的不良影响，为城市交通建设提供了更高效的方案。
3. 岩土工程稳定性分析模拟技术在岩土工程中的一项主要应用是进行稳定性分析。
岩土工程的数值方法 ppt课件
3.快速性
FLAC3D运行在所有的Window平台上，命令模式 可以用于标准输出窗口。FLAC3D提供内置的图元图形， 和快速、高分辨的图形能力来加速建模过程。求解参 数可以由用户指定，让用户可以在最大程度上控制持 续时间、长度和模型运行的效率。通过FLAC3D的强有 力的内建语言——FISH，用户可以进行附加的控制和 专用定制。
岩土工程的数值方法
第六章 岩土工程的数值方法
FLAC3D的应用介绍
一、关于FLAC3D
FLAC3D 是针对工程进行力学计算的三维 有限差分程序，它可以模拟由土体、岩体或其 它材料组成的结构体的三维表现行为，包括这 些结构体在满足屈服极限后发生塑性流动的行 为。
由于FLAC3D 的应用对象是地质岩土工程 ， 它可以模拟各种不同的地质体材料及其各种不 同的行为模式，因而，广泛应用于斜坡稳定性、 基础工程、矿山开采、隧道工程等等岩土工程 中的数值模拟分析和工程设计。
算两种方式，但是，两种方式不能同时激活， 因为时步相差太大。蠕变和动态计算在动态/蠕 变分析中固定在一起。
(4)用户定义的基本模式： 用户定义的基 本模式现在可以用C++编写，并编译为DLL （动态连接库）文件，它们在FLAC3D 模拟需 要的时候加载上。DLL模式的运行与内置模式 的速度一样。用Visual C++ 6.0版本的编译器来 编译DLL文件。对所有FLAC3D C++ 模块的源 文件都提供给用户，相同的DLL 也被FLAC和即 将到来的3DEC 和UDEC所采用。这样，一个 用户定义的单个模块可以被好几个Itasca程序 利用。
4.检验性
FLAC3D已经应用了七年，应用于工程、咨询和 大学教育和研究之中。FLAC3D目前的使用许可遍布42 个国家，超过500用户，使它成为世界上应用最广泛 的岩土工程分析的三维数值建模工具。
岩土工程中数值流形方法的应用及研究
岩土工程中数值流形方法的应用及研究1. 引言1.1 岩土工程中数值流形方法的概念岩土工程中的数值流形方法是一种基于数据驱动的数值计算方法，通过分析数据中的模式和结构，将复杂的信息抽象成低维流形，从而实现对问题的建模和求解。
这种方法不依赖于传统的数学模型和假设，能够更好地捕捉数据中的特征，提高问题的求解效率和精度。
数值流形方法在岩土工程中的应用涉及到地质勘探、地震工程、岩土材料力学等多个领域。
通过对大量的观测数据进行处理和分析，数值流形方法能够揭示地下岩土的结构和性质，帮助工程师做出更准确的工程决策。
数值流形方法还能够解决传统方法难以处理的非线性和高维数据，为岩土工程提供新的研究思路和方法。
在今后的研究中，可以进一步探讨数值流形方法在岩土工程中的应用潜力，提高其在工程实践中的效果和可靠性。
岩土工程中的数值流形方法有着广阔的发展前景，将为岩土工程领域带来新的突破和进步。
1.2 研究背景和意义数值流形方法在岩土工程中的应用可以帮助工程师更准确地预测地基变形和稳定性，并且可以提高工程设计的效率和安全性。
在地质勘探方面，数值流形方法可以帮助地质学家更好地理解地质结构和地下水运动规律。
在地震工程中，数值流形方法可以用于地震波传播模拟和震害评估，为地震灾害的防治提供重要的技术支持。
在岩土材料力学中，数值流形方法可以帮助材料科学家研究岩土材料的本构关系和破坏机理，为工程结构的设计和施工提供依据。
研究岩土工程中数值流形方法的应用具有重要的意义和价值，不仅可以推动岩土工程领域的发展，也可以促进跨学科领域的交叉合作。
未来的研究方向应该继续深化数值流形方法在岩土工程中的应用，探索更多实际工程问题的解决方案，为工程实践和科学研究提供更多有益的启示和支持。
2. 正文2.1 数值流形方法在岩土工程中的应用数值流形方法是一种基于流形理论的数值计算方法，它在岩土工程中得到了广泛的应用。
通过数值流形方法，我们可以更准确地模拟岩土体的力学行为，为工程设计和施工提供可靠的依据。
关于岩土工程的数值计算方法的综述
关于岩土工程的数值计算方法的综述学院：资源与土木工程学院专业：岩土工程学号：姓名：数值计算方法其主要有有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法和流形元法等。
有限单元法：有限单元法发展非常迅速，至今已经成为求解复杂工程问题的有力工具，并在岩土工程领域广泛的采用，主要的分析软件ANSYS。
有限单元法的最基本的元素是单元和节点，基本计算步骤的第一步为离散化，问题域的连续体被离散为单元与节点的组合，连续体内部分的应力及位移通过节点传递，每个单元可以具有不同的物理特征，这样，便可以得到在物理意义上与原来的连续体相近似的模型。
第二步为单元分析，一般以位移法为基本方法，建立单元的刚度矩阵。
第三步由单元的刚度矩阵集合成总体刚度矩阵，并由此建立系统的整体方程组。
第四步进入计算模型的边界条件，求解方程组，求得节点位移。
第五步求出各单元的应变、应力及主应力。
有限差分法：有限差分法在岩土工程中是应用非常广泛的方法，在数值计算模拟上有很大的贡献，主要的应用软件为FLAC3D。
基本思想是把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替，这些离散点称作网格的节点；把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定义的离散变量函数来近似；把原方程和定解条件中的微商用差商来近似，积分用积分和来近似，于是原微分方程和定解条件就近似地代之以代数方程组，即有限差分方程组，解此方程组就可以得到原问题在离散点上的近似解。
然后再利用插值方法便可以从离散解得到定解问题在整个区域上的近似解。
边界单元法：边界单元法在岩土工程领域也有很大优势，主要的应用软件是二维边界元法软件THBEM2和三维边界元法软件THBEM3，它们在复杂工程问题的线弹性应力分析以及弹性力学辅助教学等方面的应用有很大优势。
积分法统称为边界单元法，有直接法和间接法两类，它们都是利用了简单奇异问题的解析解，并可近似满足每个边界单元的应力和位移边界条件。
该法仅仅限定和离散问题的边界，可把问题的重点转移到边界上，可以有效地使已知条件降维，从而减小方程组的规模，大大提高计算效率。
岩土工程中的数值模拟研究
岩土工程中的数值模拟研究1.引言岩土工程作为土木工程中的一个重要分支，是研究土体、岩石及其与结构物相互作用问题的学科。
岩土工程涉及到土体的力学行为、土体与泥水的相互作用、土体长期稳定性等多个方面。
在岩土工程实际工程设计和建设中，因为原材料、地质背景、气候等各种复杂影响因素的存在，很难对实际情况进行准确的分析，难以直接采用基于物理试验的方式进行研究。
因此，岩土工程中数值模拟的研究变得越来越重要，本文将围绕岩土工程中的数值模拟问题展开论述。
2.数值模拟的概念及应用数值模拟是指利用计算机进行数学模型求解，并进一步进行实验分析、预测和设计的一种方法。
数值模拟方法的出现，解决了很多传统实验和实践难以解决的问题。
该方法具有高效、可靠、灵活、经济等优点，已经在岩土工程研究及实际应用中发挥了重要作用。
岩土工程中的数值模拟主要应用于以下几个方面：（1）岩石在固体力学和流体力学作用下的力学行为研究；（2）岩土体与结构物相互作用的力学行为研究；（3）地下水动力学模拟及地下水资源开发、运营等问题研究。
3.数值模拟方法数值模拟方法根据研究的对象和目的不同，可分为有限元法、有限差分法和边界元法等多种方法。
在岩土工程中，有限元法是一种常用方法。
有限元法以分割的小直元件为基础，将大问题转换成各个局部问题，通过求解局部问题及其边界条件，来求解整个问题的解。
有限元分析是现代岩土工程中最常用的解决问题的工具之一。
它是一种通过将连续体分割成无数个离散单元来建立数学模型的过程，然后在每个单元中求解变量，最终得到变量场的计算方法，例如对于岩石的模拟可以采用有限元法。
相比较于实體试验，其最大的优势就是可以快速开展多种假设情况的解析研究，迅速找到最优解的同时，还能节省大量的实验费和时间。
4.数值模拟在岩土工程中的应用举例（1）岩石坍落模拟岩石坍落是一种常见的危险事件之一，在一些需要建筑物或人流经过的地方，出现该现象尤其需要重视。
采用数值模拟方法可实现岩石坍落的预测，为进行坍落防灾减灾提供了一种可行的手段。
岩土工程数值方法
岩土工程数值方法发表时间：2018-07-25T16:28:04.553Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第7期作者：林杰[导读] 逐渐发展起来的一些岩土分析手段与数学理论，如信息量法、层次分析法、随机模拟法、无网络法林杰广东金山河建筑基础工程有限公司 523000 摘要：逐渐发展起来的一些岩土分析手段与数学理论，如信息量法、层次分析法、随机模拟法、无网络法、数值流形法、离散元法、分形理论、可靠度分析、人工神经元网络和智能岩石力学等，已经呈现出综合应用的趋势，对于岩体力学研究而言，岩石破坏过程的渐进性、岩体内部初始损伤的存在及块体之间的不连续特征是必须考虑的因素，因此建立在连续介质力学基础上的传统有限单元法具有明显的局限性。
各种新方法的涌现从不同方面推动了岩石力学数值计算方法的进步。
文网 http：//www.x 关键词：岩土工程；数值分析；方法在解决不同的岩土工程问题时，基本方程中的运动微分方程、有效力原理、连续方程和几何方程的表达式基本相同；但方程却与前几种有着较大的差异" 当涉及到具体的岩土工程问题时，我们可以根据具体的边界条件以及相关的初始条件来解决上述问题，所采用的方法一般为数值分析法" 通过以上论述我们可以发现，岩土工程一般都需借助数值分析法进行解决。
下面我们了解这门科学。
一、数值分析在岩上工程中的地位众所周知，岩土是自然的产物，具有较强的区域性，初始应力也较难预测，在分析岩土工程时，首先需要掌握的就是工程的地质条件，此外还要掌握岩上的工程性质，再者需要掌握的就是力学中一些最为基木的概念，并且能够在此基础上利用公式以及数值分析方法来解决问题、在计算时，需要能够做到因地制宜，要能够对具体问题做出具体的分析，然后将得出的结论运用到工程建设之中；在实际的岩土分析过程中，数值分析所得出的结果对于工程师的综合判断而言是极其重要的。
在实际的操作之中，在对岩土工程的对象进行分析时要做好岩土材料特性的分析工作，还要注意结合岩土工程的初始条件以及边际条件进行综合的分析；就目前的岩土分析发展状况而言，还不能得出具体的解析解，只能适用于定向分析，岩土工程在进行设计时要将重点要放在概念设计上，并且参照岩土工程师的判断结果，岩土数值分析所得出的结果也是岩土分析的关键参数。
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二、FLAC3D 和CivilFEM 对ANSYS的CivilFEM是有限元分析程序，用于 高级土木结构工程、重型土木结构工程，重型 土木工程和高风险建筑。CivilFEM是对强大的 ANSYS程序扩充定制的。用CivilFEM与FLAC3D 协力可以创建一个双向连接在预处理期易于模 型的生成（材料、几何图形和网格）。 CivilFEM模型可以输出到FLAC3D 中。在后期处 理期，FLAC3D 结构单元结果可以返回到 CivilFEM中用于进一步的分析。
(3)蠕变分析：八个附加的材料模式可以模 拟粘弹性和粘塑性（蠕变）行为，它们构成蠕 变选项：古典的粘弹性马克斯威尔(Maxwell)模 式，Burger的材料粘弹性模式（薛夫曼模型）， 两元件激励法则，参考蠕变公式（WIPP模型） 工具用于核废料隔离研究，Burger 蠕变的粘塑 性模式，WIPP蠕变的粘塑性模型，激励法则的 粘塑性模型，和(crushed-salt)碎盐晶体基本模 式。FLAC3D网格可以配置成蠕变计算和动态计 算两种方式，但是，两种方式不能同时激活， 因为时步相差太大。蠕变和动态计算在动态/蠕 变分析中固定在一起。
三、在FLAC3D 中进行模型模拟分析流程如下：
开始
模型建立 1.生成网格，定形为需要的形状 2.定义基本行为和材料参数 3.指定边界和初始条件
计算到平衡状态
结果不合理
检验模型的反应
模型合理 完成变化
例如
挖除材料 改变边界条件
计算求解
更多测试 检查模型的响应
可以接受的结果 是 需要参数研究
否
(4)用户定义的基本模式： 用户定义的基 本模式现在可以用C++编写，并编译为DLL （动态连接库）文件，它们在FLAC3D 模拟需 要的时候加载上。DLL模式的运行与内置模式 的速度一样。用Visual C++ 6.0版本的编译器来 编译DLL文件。对所有FLAC3D C++ 模块的源 文件都提供给用户，相同的DLL 也被FLAC和 即将到来的3DEC 和UDEC所采用。这样，一 个用户定义的单个模块可以被好几个Itasca程 序利用。
环境发展的变迁建模和分析； 设计和评估土和地下水的补救措施； 补救措施和相关费用的最优化； 有助于对首选补救措施进行适应性调整和变通； 模拟地质化学退化，计算自然事件和人造有机物 的衰减腐败率； 开发和检查计算程序，用于地质化学过程和在土 与含水系统中溶解运移的建模； 发展水文地质概念模型，用于地质、水力和地质 化学系统中相互作用的解释和预测。
五、贵州构皮滩水电站右岸引水洞边坡三维分析建模的说明 1.立体图形和网格剖分 整个立体模型由241个四方体、棱锥体、四面体等基本图形定形而成， 并网格化为52056个单元和54901个网格节点。 2.材料行为模式和参数取值 引水洞边坡的力学行为均定义为莫尔库伦模式，即材料的强度特征 符合莫尔库伦理论：岩体材料是在剪切荷载作用下发生变形和屈服破坏，且 屈服应力仅取决于最大主应力和最小主应力。 根据地质资料和模型分析需要，将边坡岩层概化：倾向为305°，倾 角45°，四个不同参数层。将这四个有不同参数的材料层各自定义命名为一 个域，以便分别进行参数赋值和调整。 在莫尔库伦模式中，需用的参数有：质量密度、体积模量、剪切模 量、抗拉强度、内摩擦角和内聚力。体积模量和剪切模量根据地质报告中的 岩石的弹性模量和泊松比计算求得，其余参数均参考报告中相关数据所得。 需要注意的是，由于岩石和岩体力学参数的非均质性和差异性，所有的参数 均取波动范围内的低值进行试算和运行。 3.模型边界条件和初始条件 在模型的南北边界上应用y方向上的固定位移条件，在东西边界上应 用x方向上的固定位移边界，在基底上应用固定边界。 地质资料没有提供初始的构造应力条件，因而，假定模型的初始应 力是由岩体自重引起的，可以分为有垂向和水平向初始应力
Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
5.可选择性 (1)动态分析：用这个选项，可以完全模拟时域中 系统的动态反应。FLAC3D 标准性质所增加的能力包括： 指定的加速度、速度或应力波输入，静止边界，自由 场条件，衰减，液化建模，和完全动力结构公式。此 外，动态选项可以用于联合地下水流模型进行完全耦 合分析。动态选项用非线性法则和适当塑性公式—— 通过对材料、频率、位移和损害等方面认可的自然描 述，提供一个动态系统的准确观察。 (2)热力学分析：热力选项允许对材料的热瞬间流 动以及热力引起应力的后续发展进行建模。用该选项， 模型可以独立运行，或者与机械应力计算或孔隙压力 计算联系起来，在静态模式或动态模式任意一个中。
（二）、工作的范围 设计和进行原位调查，包括土和地下水的采取 样和分析； 设计和实现地下水和渗流区监测程序； 评价、分析和解释化学和水文地质数据； 开发和管理化学和水文地质数据库； 测试含水层和渗流区，评估水力参数； 评估当地和区域地下水和地表水的运动和灌抽 关系； 地下水流的数值化模型； 绘制土和地下水污染地图，并确定污染源；
结 束
四、地质（岩土）工程建模的一些特点 地质工程的模型化过程不同于一般金属材料的分析计算， 这是由于在地质工程中，通常只有很少的原位测试数据，而且 变形和强度等设计参数的取值范围变化很大，有时想要获取岩 土体内某处的原位数据也是不可能的。因而，在进行设计分析 时，模型系统的输入数据是极为有限的，这样，岩土工程中力 学数值分析的主要作用是理解影响和控制着模型系统行为的控 制性的力学机制。我们一旦理解了系统的行为原因，可以通过 直接的计算来完成设计过程。 可见，由于在模型数值模拟中的输入数据中存在着大量 的不确定性，使得希望模型可以提供设计数据（如，预期位移 等）是无益的。这时，数值模型的作用是刻画特定的实际系统 的力学机制，并由模型的力学行为来洞察和领会工程设计。 当然，如果有大量的原位测试数据可以利用，通过建立 全面综合性的模型进行计算，可以直接获得设计所需要的数据 信息。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.快速性 FLAC3D运行在所有的Window平台上，命令模式 可以用于标准输出窗口。FLAC3D提供内置的图元图形， 和快速、高分辨的图形能力来加速建模过程。求解参 数可以由用户指定，让用户可以在最大程度上控制持 续时间、长度和模型运行的效率。通过FLAC3D的强有 力的内建语言——FISH，用户可以进行附加的控制和 专用定制。 4.检验性 FLAC3D已经应用了七年，应用于工程、咨询和 大学教育和研究之中。FLAC3D目前的使用许可遍布42 个国家，超过500用户，使它成为世界上应用最广泛 的岩土工程分析的三维数值建模工具。
Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, Minnesota USA
FLAC3D 2.00
Step 19143 Model Perspective 10:08:58 Wed Nov 12 2003 Center: X: 2.052e+002 Y: 1.927e+002 Z: 5.934e+002 Dist: 1.145e+003 Rotation: X: 40.000 Y: 0.000 Z: 220.000 Mag.: 0.8 Ang.: 22.500
Contour of SMax
Gradient Calculation -1.3757e+006 to -5.0000e+005 -5.0000e+005 to 0.0000e+000 0.0000e+000 to 5.0000e+005 5.0000e+005 to 1.0000e+006 1.0000e+006 to 1.5000e+006 1.5000e+006 to 2.0000e+006 2.0000e+006 to 2.5000e+006 2.5000e+006 to 3.0000e+006 3.0000e+006 to 3.5000e+006 3.5000e+006 to 3.5463e+006 Interval = 5.0e+005
Contour of cohesion
Gradient Calculation 1.6929e+008 to 3.0000e+008 3.0000e+008 to 4.0000e+008 4.0000e+008 to 5.0000e+008 5.0000e+008 to 6.0000e+008 6.0000e+008 to 7.0000e+008 7.0000e+008 to 8.0000e+008 8.0000e+008 to 9.0000e+008 9.0000e+008 to 1.0000e+009 1.0000e+009 to 1.1000e+009 1.1000e+009 to 1.2000e+009 1.2000e+009 to 1.3000e+009 1.3000e+009 to 1.4000e+009 1.4000e+009 to 1.4255e+009 Interval = 1.0e+008
六、一些成果图像
FLAC3D 2.00
Step 19143 Model Perspective 10:38:41 Wed Nov 12 2003 Center: X: 1.923e+002 Y: 1.963e+002 Z: 5.636e+002 Dist: 1.145e+003 Rotation: X: 10.000 Y: 0.000 Z: 200.000 Mag.: 1 Ang.: 22.500
（一）、FLAC3D 的特点 1.灵活性 FLAC3D 是连续（介质）体程序，用于在岩土、 市政和采矿工程的分析、测试和设计。FLAC3D有很大 的应用范围，因为它的分析潜力不仅仅限于特定问题 的定义或分析的类型。FLAC3D 的设计适用于任何岩土 工程项目所需的连续体分析。 2.强大性 FLAC3D 是准确和有效的岩土分析工具，它采用 显式有限差分公式。FLAC3D可以模拟许多不宜用FEM 程序的复杂综合性行为，诸如：由几个阶段组成的问 题、大位移和大应变、非线性材料行为和不稳定系统 （甚至在大面积上发生屈服/失效或者全部倒塌的情 况）。