FLAC3D快速入门及简单实例
合集下载
2024flac3d入门指南
flac3d入门指南•软件介绍与安装•界面操作与基本功能•初级实例分析：简单模型模拟•中级实例分析：复杂模型模拟目•高级功能应用与技巧•工程案例分析与实战演练录01软件介绍与安装FLAC3D概述FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis ofContinua in3Dimensions）是一款用于模拟三维连续介质力学行为的有限差分软件。
它基于显式拉格朗日算法和混合离散化技术，适用于分析复杂地质和岩土工程问题。
FLAC3D广泛应用于边坡稳定、地下工程、隧道开挖、地震工程等领域。
A BC D软件特点与优势显式算法采用显式有限差分法，无需迭代求解，计算效率高。
强大的后处理提供丰富的后处理功能，如等值线、矢量图、动画等，方便用户分析和展示模拟结果。
真实模拟能够模拟复杂的材料本构关系、节理、断层等地质结构，实现真实世界的准确模拟。
开放性支持用户自定义本构模型、边界条件等，方便用户进行二次开发和扩展。
1 2 3安装步骤1. 下载FLAC3D安装包，并解压到指定目录。
2. 运行安装程序，按照提示完成安装过程。
3. 配置环境变量，将FLAC3D的安装路径添加到系统环境变量中。
4. 启动FLAC3D软件，进行初步设置和配置。
01注意事项02确保计算机满足FLAC3D的系统要求，如操作系统、内存、硬盘空间等。
03在安装过程中，选择合适的安装选项和配置，以满足个人或团队的需求。
04在使用FLAC3D前，建议仔细阅读用户手册和相关教程，以充分了解软件的功能和操作方法。
02界面操作与基本功能启动界面及工具栏介绍启动界面展示软件LOGO、版本信息以及最近打开的文件列表。
工具栏包含文件操作、模型操作、视图操作、分析设置等常用工具按钮。
菜单栏提供详细的软件功能选项，包括模型、网格、材料、边界条件、分析等。
通过绘制点、线、面等基本元素构建三维模型。
模型建立网格划分几何体素导入对模型进行离散化，生成有限元网格，可设置网格密度和类型。
FLAC3D基本原理及简单实例
FLAC3D基础知识
• 其中，体积模量K和剪切模量G与杨氏模量E和泊松比v有以下关系：
E 3(1 2 ) E G 2(1 ) K
9 KG 3K G 3K 2G G 2(3K G ) E
或
摩尔-库伦塑性模型需要材料参数有： （1）密度 （2）体积模量 （3）剪切模量 （4）内摩擦角 （5）粘聚力 （6）抗拉强度 如果不指定这些材料参数，其值将会自动默认为零。
3D
生成网格
执行变更
定义材料本构关系和 性质 定义边界、初始条件
计算结果保存及调用
图形绘制及结果输出
FLAC3D基础知识
指定材料模型
• 一旦完成了网格的生成，就必须给模型中的所有单元指定一种或者更 多的材料模型及相应的性质。这可以用两个命令MODEL和 PROPERTY来完成。FLAC中有十种内置的材料模型，一般只用三种 模型：MODEL null，MODEL elastic和MODEL mohr。 • MODEL null指的是从模型中去除的或开挖的材料； MODEL elastic 指的是各向同性弹性材料行为； MODEL mohr指的是摩尔-库伦塑性 行为。 • MODEL elastic和MODEL mohr需要通过PROPERTY命令指定材料的 性质，弹性模型需要的材料参数有： • （1）密度 • （2）体积模量 • （3）剪切模量
f t 3 t
式中， 是摩擦角，C是粘聚力， t 是张拉强度，且有：
N
3
张拉强度不超过 值，最大值由下式给定：
1 sin 1 sin
t max
c tan
2.2 FLAC3D常用材料本构模型
Mohr-Coulomb模型
流动法则
FLAC3D快速入门及简单实例
我从研二(2010 年)开始接触 FLAC3D，最初的原因是导师要求每一个人至 少 学会一个数值计算软件，而他嘴里每天念叨最多的就是 FLAC，自己当时对数 值 计算一无所知，便答应老师要学会 FLAC3D。第一次打开软件界面，我心里 就凉 了大半截，面对着一个操作界面跟记事本无异的所谓“功能强大”的岩土工 程专 业软件，半点兴趣也提不起来。年底，从项目工地回到学校准备论文开题， 老师 对我的开题报告非常不满意，当着全教研室师生的面，劈头盖脸大批一顿， 第二 天又找谈话。在巨大的压力和强烈的自尊心驱使下，我硬着头皮开始啃 FLAC3D， 一个半月之后，终于有了初步的计算结果，对老师有个交代，我也能 回家过年了。
第四章 FLAC3D 计算实例 ... 4.1 南宁地铁一号线某基坑工程模拟 ... 4.1.1 工程背景 ... 4.1.2 方案设计及建立模型 ... 4.1.3 模型计算参数 ...
III
.1 .2 .. 6 ... 10 ... 11 .. 14 . 14 ... 15 . 17 ... 17 ... 21 ... 22 . 22 . 27 .. 30 ... 31 ... 35 .. 35 .. 35 ... 36 ... 46 ... 49 . 52 .. 52 . 53 .. 57 ... 59 . 59 .. 59 ... 60 ... 66
1.1 FLAC3D 界面及菜单简介
打开 FLAC3D 后即可看见它非常简洁的操作界面(详见图 1.1)，主要包 括菜 单栏、图形显示窗口、命令显示窗口和命令输入栏。
图 1.1 FLAC3D 界面
菜单栏有两种状态，当命令显示窗口被激活时，菜单栏为基本菜单，如图 1.2 所示。菜单内容包括 File、Display、Options、Plot、Window 和 Help。
第四章 FLAC3D 计算实例 ... 4.1 南宁地铁一号线某基坑工程模拟 ... 4.1.1 工程背景 ... 4.1.2 方案设计及建立模型 ... 4.1.3 模型计算参数 ...
III
.1 .2 .. 6 ... 10 ... 11 .. 14 . 14 ... 15 . 17 ... 17 ... 21 ... 22 . 22 . 27 .. 30 ... 31 ... 35 .. 35 .. 35 ... 36 ... 46 ... 49 . 52 .. 52 . 53 .. 57 ... 59 . 59 .. 59 ... 60 ... 66
1.1 FLAC3D 界面及菜单简介
打开 FLAC3D 后即可看见它非常简洁的操作界面(详见图 1.1)，主要包 括菜 单栏、图形显示窗口、命令显示窗口和命令输入栏。
图 1.1 FLAC3D 界面
菜单栏有两种状态，当命令显示窗口被激活时，菜单栏为基本菜单，如图 1.2 所示。菜单内容包括 File、Display、Options、Plot、Window 和 Help。
FLAC3D教程
FLAC3D教程
目录
• FLAC3D软件介绍 • FLAC3D基本操作 • 建模与网格划分 • 材料属性与边界条件设置 • 计算过程控制与结果输出 • FLAC3D在岩土工程中的应用实例
01 FLAC3D软件介 绍
软件背景及发展历程
FLAC3D的起源
FLAC3D是Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions的简称， 起源于20世纪80年代，由Itasca Consulting Group, Inc.公司开发。
材料参数设置
针对所选材料类型，设置相应的 材料参数，如弹性模量、泊松比 、密度等。
材料本构模型
根据材料特性，选择合适的本构 模型，如摩尔-库伦模型、德鲁克 -普拉格模型等。
边界条件类型及设置方法
边界条件类型
FLAC3D支持多种边界条件类型，如位移边界、速度边界、应力 边界等。
边界条件设置方法
用户可以通过指定节点或面的位移、速度或应力值来设置边界条 件。
周期性边界条件
对于具有周期性的模型，可以设置周期性边界条件以模拟无限域 问题。
初始条件设置
初始应力场设置
根据地质资料或工程经验，设置模型的初始应力 场。
初始位移场设置
对于存在初始变形的模型，可以设置初始位移场 。
初始孔隙压力设置
对于涉及流体流动的模型，可以设置初始孔隙压 力。
05 计算过程控制与 结果输出
如果发现模型存在问题，需要及时进行修复。FLAC3D提供了多种修复 工具，如删除、修补、平滑等，可以帮助用户快速修复模型中的错误。
03
实例分析
通过具体案例展示模型检查和修复的过程和效果，帮助用户掌握相关技
目录
• FLAC3D软件介绍 • FLAC3D基本操作 • 建模与网格划分 • 材料属性与边界条件设置 • 计算过程控制与结果输出 • FLAC3D在岩土工程中的应用实例
01 FLAC3D软件介 绍
软件背景及发展历程
FLAC3D的起源
FLAC3D是Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions的简称， 起源于20世纪80年代，由Itasca Consulting Group, Inc.公司开发。
材料参数设置
针对所选材料类型，设置相应的 材料参数，如弹性模量、泊松比 、密度等。
材料本构模型
根据材料特性，选择合适的本构 模型，如摩尔-库伦模型、德鲁克 -普拉格模型等。
边界条件类型及设置方法
边界条件类型
FLAC3D支持多种边界条件类型，如位移边界、速度边界、应力 边界等。
边界条件设置方法
用户可以通过指定节点或面的位移、速度或应力值来设置边界条 件。
周期性边界条件
对于具有周期性的模型，可以设置周期性边界条件以模拟无限域 问题。
初始条件设置
初始应力场设置
根据地质资料或工程经验，设置模型的初始应力 场。
初始位移场设置
对于存在初始变形的模型，可以设置初始位移场 。
初始孔隙压力设置
对于涉及流体流动的模型，可以设置初始孔隙压 力。
05 计算过程控制与 结果输出
如果发现模型存在问题，需要及时进行修复。FLAC3D提供了多种修复 工具，如删除、修补、平滑等，可以帮助用户快速修复模型中的错误。
03
实例分析
通过具体案例展示模型检查和修复的过程和效果，帮助用户掌握相关技
flac3d教程
flac3d教程
FLAC3D是一种常用的三维有限差分软件，用于地质工程、岩土力学和地下空间开发等领域的数值模拟。
该软件具有强大的土体和岩体模拟能力，可以模拟地表沉降、岩石崩塌、地下水渗流等复杂地质现象。
使用FLAC3D进行模拟需要按照以下步骤进行操作：
1. 创建模型：首先要创建一个FLAC3D模型文件，可以通过几何建模软件或文本编辑器创建一个文本文件，并使用FLAC3D的特定语法定义模型的几何形状和参数。
2. 设定材料参数：在模型中定义岩土体的物理和力学参数，例如密度、弹性模量、摩擦角等。
这些参数将在模拟过程中用于计算岩土体的应力和变形。
3. 定义边界条件：为模型设置边界条件，如固支、自由表面、初始应力等。
这些边界条件将在模拟中约束模型的行为。
4. 施加荷载：根据实际情况为模型施加相应的荷载，例如施加地震力、垂直载荷等。
可以根据需要在模拟过程中改变或删除荷载。
5. 运行模拟：使用FLAC3D软件运行模拟，计算模型在荷载作用下的应力和变形响应。
模拟可以在软件界面中进行，也可以通过命令行方式进行。
6. 分析结果：模拟完成后，可以通过FLAC3D软件提供的各种功能和工具来分析模型的结果。
例如，绘制应力云图、位移云图、剪切云图等，以及输出模型的计算数据。
需要注意的是，在使用FLAC3D进行模拟时，应根据具体问题进行合理的模型设计和参数设定，并且进行准确的边界条件设置。
同时，还需要对模拟结果进行合理分析和解释，以得出有关工程或地质现象的结论。
flac3D_快速入门(2)
快 速 入 门(GETTING STARTED)版本：flac3d 3.0版（FTD127）翻译：一米2009.06声 明现在市面上关于FLAC3D软件的教材寥寥无几，在学习的过程中，主要还是参考软件本身的使用手册，虽然读英文版手册有些吃力，但是它论述非常详细，我觉得是用户最好的教材。
我在边看手册的时候边做了翻译，目前为止翻译完成了本部分的内容（略去了部分内容和例子），还翻译了命令手册的前半部分内容，等翻译完成了，也会和网友共享，但是像本人这类英语水平一般的人做这样的翻译工作是比较辛苦的，我也不确定是否有毅力完成命令手册下半部分的内容。
虽然这样的工作比较艰难，但我觉得还是学到了不少东西，手册是最原始，最翔实的基础教材，看明白了手册，运用软件才会游刃有余。
由于本人专业水平和英语能力的限制，存在问题是在所难免的，有的地方甚至可能曲解了原意。
考虑到时间因素，译文的措辞没有细细斟酌，还请网友谅解。
如果发现译文中的错误，还请广大读者斧正。
一米2 快速入门这一部分将向初次使用flac3d的用户介绍软件的基本使用方法。
主要有以下内容：软件的安装与启动；用软件分析解决问题的步骤，在每一步的操作中，都有简单例题来说明该步骤具体是如何操作的。
如果你对软件比较熟悉，但是现在很少用它来处理问题，那么这部分的内容（尤其2.7节）能很好的帮你回顾软件操作的要点。
本部分3.3节全面详细的介绍了如何进行问题的求解。
Flac3d支持命令驱动和图形菜单驱动两种模式*。
在本手册中大部分的算例都采用了命令驱动模式。
我们认为这种模式能给用户提供操作软件最清晰的思路。
在1.1节中我们就已经提到了命令驱动模式使得flac3d在分析求解工程问题时成为了一个功能强大的“多面手”。
然而这种模式让新用户，或者长时间未接触软件的老用户用起来有点不那么容易。
命令行必须用键盘输入，可以直接输入到软件的命令窗口，或者先保存为数据文件，再通过软件的相关命令进行读取。
FLAC3D基本操作
15
FLAC/FLAC3D基础与工程实例
作者：陈育民，徐鼎平
出版社：中国水利水电出版社
全书分为三大部分共21章，即入门篇(第1～7章)、专题篇 (第8～14章)和应用篇(第15～20章)
入门篇主要介绍软件的功能与特性、FLAC和FLAC3D的入门知识、 前后处理的基本方法以及初始应力的生成方法等
x10^-3 1.0
0.9
0.8
0.7
1
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
Z Y X
0.1
5
Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, MN USA
0.2
பைடு நூலகம்
0.4
0.6 x10^3
0.8
1.0
1.2
1.4
分析问题的过程
6
分析问题的过程
建立网格
初始条件 边界条件 前处理
电影文件 (*.dcx) – AVI或PCX图像文件，这些图像文件可以当作 电影放映
8
菜单驱动(计算模式)
命令栏
9
菜单驱动(Plot)
10
FLAC3D的前处理
FLAC3D网格生成的关键特征： • FLAC3D 是命令驱动.
•
•
使用FLAC3D内置基元进行形 状组合可形成复杂网格.
专题篇主要针对FLAC3D中的一些常用功能做较深入的探讨，包括 接触面、结构单元、动力分析、流固耦合分析、自定义本构模型以 及边坡安全系数求解等 应用篇介绍FLAC和FLAC3D在岩土工程领域中的应用实例，包括 冰渍土边坡稳定性分析、阪神地震的液化大变形分析、抗液化排水 桩的抗震分析、深基坑开挖分析、板桩码头的变形分析、盾构隧道 开挖的数值模拟等，这些实例囊括了所有专题章节的内容
FLAC/FLAC3D基础与工程实例
作者：陈育民，徐鼎平
出版社：中国水利水电出版社
全书分为三大部分共21章，即入门篇(第1～7章)、专题篇 (第8～14章)和应用篇(第15～20章)
入门篇主要介绍软件的功能与特性、FLAC和FLAC3D的入门知识、 前后处理的基本方法以及初始应力的生成方法等
x10^-3 1.0
0.9
0.8
0.7
1
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
Z Y X
0.1
5
Itasca Consulting Group, Inc. Minneapolis, MN USA
0.2
பைடு நூலகம்
0.4
0.6 x10^3
0.8
1.0
1.2
1.4
分析问题的过程
6
分析问题的过程
建立网格
初始条件 边界条件 前处理
电影文件 (*.dcx) – AVI或PCX图像文件，这些图像文件可以当作 电影放映
8
菜单驱动(计算模式)
命令栏
9
菜单驱动(Plot)
10
FLAC3D的前处理
FLAC3D网格生成的关键特征： • FLAC3D 是命令驱动.
•
•
使用FLAC3D内置基元进行形 状组合可形成复杂网格.
专题篇主要针对FLAC3D中的一些常用功能做较深入的探讨，包括 接触面、结构单元、动力分析、流固耦合分析、自定义本构模型以 及边坡安全系数求解等 应用篇介绍FLAC和FLAC3D在岩土工程领域中的应用实例，包括 冰渍土边坡稳定性分析、阪神地震的液化大变形分析、抗液化排水 桩的抗震分析、深基坑开挖分析、板桩码头的变形分析、盾构隧道 开挖的数值模拟等，这些实例囊括了所有专题章节的内容
FLAC3D快速入门
软件的可执行文件为“F3300.EXE”。FLAC3D 是使用 VC++ 7.0 编写的。除 了可执行程序外，还需要两套动态链接库（DLL 文件），一套用来接入和存取各 种各样的图形；另一套提供内置的各种本构模型。 2.1.4 应用程序和图形处理设备
在使用 FLAC3D 时，各种应用软件和图形处理设备会起到很大的辅助作用。 编辑器：任何以 ASCII 码为标准格式的文本编辑器都可以用来创建 FLAC3D 的 数据文件。但是必须要注意一些“先进”的文档编辑器（如 WordPerfect, Word 等软件），这些编辑器会把格式说明信息编译成标准输出格式，这些说明信息并
要读入命令流文件可以使用以下命令：call file.dat
其中，file.dat 指的是用户定义的命令流文件的文件名。一旦读入文件，你
会发现软件会将当前在文件中读入的命令行，显示在屏幕上。如果命令流文件保
存在当前文件夹下*，那么在call命令后面只需输入完整的文件名即可，否则还应
*笔者注：所谓的当前文件夹包括两种情况：1、没有读入任何数据时当前文 件夹指的是软件应用程序所在的文家家。2、如果已读入了数据，比如导入了模 型信息文件（“.flac3d”文件），这时当前文件夹指的就是用户之前读入文件所 在的文件夹。
版本：flac3d 3.0版（FTD127） 翻译：一米
2009.06
声明
现在市面上关于FLAC3D软件的教材寥寥无几，在学习的过程中， 主要还是参考软件本身的使用手册，虽然读英文版手册有些吃力，但 是它论述非常详细，我觉得是用户最好的教材。我在边看手册的时候 边做了翻译，目前为止翻译完成了本部分的内容（略去了部分内容和 例子），还翻译了命令手册的前半部分内容，等翻译完成了，也会和 网友共享，但是像本人这类英语水平一般的人做这样的翻译工作是比 较辛苦的，我也不确定是否有毅力完成命令手册下半部分的内容。虽 然这样的工作比较艰难，但我觉得还是学到了不少东西，手册是最原 始，最翔实的基础教材，看明白了手册，运用软件才会游刃有余。
在使用 FLAC3D 时，各种应用软件和图形处理设备会起到很大的辅助作用。 编辑器：任何以 ASCII 码为标准格式的文本编辑器都可以用来创建 FLAC3D 的 数据文件。但是必须要注意一些“先进”的文档编辑器（如 WordPerfect, Word 等软件），这些编辑器会把格式说明信息编译成标准输出格式，这些说明信息并
要读入命令流文件可以使用以下命令：call file.dat
其中，file.dat 指的是用户定义的命令流文件的文件名。一旦读入文件，你
会发现软件会将当前在文件中读入的命令行，显示在屏幕上。如果命令流文件保
存在当前文件夹下*，那么在call命令后面只需输入完整的文件名即可，否则还应
*笔者注：所谓的当前文件夹包括两种情况：1、没有读入任何数据时当前文 件夹指的是软件应用程序所在的文家家。2、如果已读入了数据，比如导入了模 型信息文件（“.flac3d”文件），这时当前文件夹指的就是用户之前读入文件所 在的文件夹。
版本：flac3d 3.0版（FTD127） 翻译：一米
2009.06
声明
现在市面上关于FLAC3D软件的教材寥寥无几，在学习的过程中， 主要还是参考软件本身的使用手册，虽然读英文版手册有些吃力，但 是它论述非常详细，我觉得是用户最好的教材。我在边看手册的时候 边做了翻译，目前为止翻译完成了本部分的内容（略去了部分内容和 例子），还翻译了命令手册的前半部分内容，等翻译完成了，也会和 网友共享，但是像本人这类英语水平一般的人做这样的翻译工作是比 较辛苦的，我也不确定是否有毅力完成命令手册下半部分的内容。虽 然这样的工作比较艰难，但我觉得还是学到了不少东西，手册是最原 始，最翔实的基础教材，看明白了手册，运用软件才会游刃有余。
Flac3D教学
本构模型选择
02
阐述Flac3D提供的多种本构模型，如弹性模型、弹塑性模型、
粘弹性模型等，并给出选择本构模型的一般原则和建议。
材料参数确定
03
探讨如何通过实验或经验确定材料参数，以及如何在Flac3D中
进行参数输入和调整。
10
03 建模与计算过程详解
2024/1/24
11
建立初始模型及参数设置
创建模型
B
C
对比实验数据与模拟结果
将实验数据与Flac3D模拟结果进行对比分 析，以验证模型的准确性和可靠性。
对比不同时间步的结果
对比同一模型在不同时间步的结果，以观察 模型的动态演化过程。
D
2024/1/24
18
05 工程案例实践与讨论
2024/1/24
19
岩土工程案例介绍
2024/1/24
案例一
深基坑开挖与支护
在Flac3D中，首先需定义模型的空间维度、尺寸及网格划分。
材料属性赋值
为模型各部分赋予相应的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度 等。
初始条件设置
设定模型的初始应力、位移等条件。
2024/1/24
12
施加荷载与边界条件调整
01
02
03
荷载施加
根据实际问题，在模型上 施加相应的力、压力或位 移荷载。
通过实例分析，学习如何利用Flac3D解决岩土工程中的实际问题，如 边坡稳定性分析、基坑开挖模拟等。
5
学习方法与建议
1 2
理论学习与实践操作相结合
在学习过程中，既要注重理论知识的学习，也要 加强实践操作的训练，通过不断练习加深对软件 功能的理解和掌握。
多参考官方文档和教程
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。
- 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)。
进阶书目
1. FLAC3D 在岩土工程中的应用【孙书伟，林杭，任连伟。中国水利水 电出 版社】
内容同书名一样，有一定的基础后，在处理实际问题时，可参考本书。 2. 各大论坛高手如云，卧虎藏龙，常去逛逛定会受益匪浅。
1
初识 FLAC3D
在这里说几句题外话，FLAC3D 的后处理功能虽然比较丰富，但却相对简 单 且不美观，若想做出漂亮的模型及结果，一般都要借助第三方软件。前处理可 借 用 ANSYS，网络上已经有高手写好了模型转换程序，可以将 ANSYS 模型导 入 FLAC3D 进行计算，本文后面会有介绍；后处理软件选择比较多，常用的有 Excel、 Origin、Tecplot 等等，Origin 可以做出非常漂亮的曲线；借助网友编写 的 fish 程 序，还可以把 FLAC3D 计算结果导入 Tecplot 进行处理，关于这两 个软件的使用， 本文也会稍有介绍。
2
初识 FLAC3D
图 1.2 FLAC3D 基本菜单
基本菜单中，最常用的是 File 菜单。下面逐一介绍 File 菜单中各项的 作用。 New：开始新工程，之前未保存的计算将被清除。命令：new 。 Call： 导入命令流 txt 文件。命令：call filename.txt。 Model→Load：载入 dll 文件， 用于载入用户开发的本构模型。 Restore：恢复保存的.sav 文件。命令：restore filename.sav。 Save：保存结算结果为.sav 文件。命令：save filename.sav。 Import Grid：导入.flac3d 模型文件，可以使 FLAC 自己生成的文件，也可是 第三方软件(如 ANSYS)转成的符合 FLAC3D 模型数据格式的模型文件。命令： impgrid filename.flac3d。
第三章 FLAC3D 后处理方法简介 ... 3.1 Origin ... 3.1.1 Origin 简介 ... 3.1.2 Origin 二维绘图 ... 3.1.3 Origin 三维绘图 ... 3.1.4 Origin 函数绘图 ... 3.2 Tecplo 360 ... 3.2.1 Tecplot 360 简介 ... 3.2.2 Tecplot 360 绘制等值线图 ... 3.2.3 Tecplot 360 导入 AutoCAD ...
... 68 . 72 ... 75 . 76 . 76 ... 77 ... 80 ... 81 . 88 ... 91 . 92 . 92 ... 93 ... 97 . 99 .. 100 . 106 .. 107 ... 109
IV
初识 FLAC3D
第一章 初识 FLAC3D
在开始所有内容之前，首先推荐参考书目： 基本书目 1. FLAC3D manual
我从研二(2010 年)开始接触 FLAC3D，最初的原因是导师要求每一个人至 少 学会一个数值计算软件，而他嘴里每天念叨最多的就是 FLAC，自己当时对数 值 计算一无所知，便答应老师要学会 FLAC3D。第一次打开软件界面，我心里 就凉 了大半截，面对着一个操作界面跟记事本无异的所谓“功能强大”的岩土工 程专 业软件，半点兴趣也提不起来。年底，从项目工地回到学校准备论文开题， 老师 对我的开题报告非常不满意，当着全教研室师生的面，劈头盖脸大批一顿， 第二 天又找谈话。在巨大的压力和强烈的自尊心驱使下，我硬着头皮开始啃 FLAC3D， 一个半月之后，终于有了初步的计算结果，对老师有个交代，我也能 回家过年了。
希望初学者能够通过本文的介绍，尽快熟悉软件，并产生一定的兴趣，以便 根据需要开展更深入的学习。最后引用 FLAC 系统主管韩彦辉博士对软件的评价： FLAC 可能更像是二锅头或万宝路，一旦上瘾便欲罢不能。借此给所有初学者鼓 劲 加油。
李佳宇 ljy050957@126.co m
2012 年 11 月FLAC3D 快速入 Nhomakorabea门
及简单实例
李佳宇 编
LJY 指南针教程
前言
FLAC 及 FLAC3D 是由国际著名学者、英国皇家工程院院士、离散元的 发明 人 Peter Cundall 博士在 70 年代中期开始研究的，主要面对岩土工程的通 用软件 系统，目前已经在全球 70 多个国家得到广泛应用，在岩土工程学术界 和工业界 赢得了广泛的赞誉。前国际岩石力学会主席 C.Fairhurst(1994)对 FLAC 程序的评 价是：“现在它是国际上广泛应用的可靠程序。”
1.1 FLAC3D 界面及菜单简介
打开 FLAC3D 后即可看见它非常简洁的操作界面(详见图 1.1)，主要包 括菜 单栏、图形显示窗口、命令显示窗口和命令输入栏。
图 1.1 FLAC3D 界面
菜单栏有两种状态，当命令显示窗口被激活时，菜单栏为基本菜单，如图 1.2 所示。菜单内容包括 File、Display、Options、Plot、Window 和 Help。
3
初识 FLAC3D
图 1.3 FLAC3D 图形控制菜单
下面首先介绍最常用的 Plotitems 菜单。 Plotitems→Add：添加显示的项目。 Clear：清除显示的所有项目。
通过 Plotitems→Add 添加的显示项目会覆盖在已有的显示内容上，但不 会将 其清除，可以通过“Activate”操作控制每一个显示项目。Plotitems 中的 项目非 常多，下面介绍常用项。通过点击操作添加每一项，都会弹出对话框， 里面有很 多可以设置的内容，通过详细介绍部分最常用的项目，读者便可以触 类旁。
2. FLAC 原理、实例与应用指南【刘波、韩彦辉(美国)。人民交通出版社】 这本书的作者韩彦辉是 FLAC 系统主管，所以这本书相对权威一些。该书理 论性较强，介绍了 FLAC 和 FLAC3D 两大块内容，包括理论背景、本构关系、 fish 语言、计算模块、应用实例等内容。
3. FLAC 及 FLAC3D 基础与工程实例【陈育民、徐鼎平。中国水利 水电出 版社】
跟上一本书内容差不多，但是相对简单一些，适合初学者上手。如果说前 两 本书是“官方教程”，那么这本书可以说是“民间智慧”，编者把很多论坛 中的内 容和网友提供的使用经验整合在书中，包含很多有助于理解 FLAC3D 且 实用的 小算例和小技巧，也有常见的几大类问题的处理方法。本书对于软件操 作介绍的 非常细致，最后还附有常见问题解答，很贴心。
II
目录
第一章 初识 FLAC3D ... 1.1 FLAC3D 界面及菜单简介 ... 1.2 FLAC3D 中的专业名词 ... 1.3 FLAC3D 计算主要流程 ... 1.4 简单算例演示 ...
第二章 FLAC3D 建模 ... 2.1 FLAC3D 命令流概述 ... 2.2 FLAC3D 基本网格特征 ... 2.3 六面体网格和楔形体网格 ... 2.3.1 六面体网格 ... 2.3.2 楔形体网格 ... 2.4 常用命令详解 ... 2.4.1 网格控制 ... 2.4.2 参数控制 ... 2.4.3 计算及后处理 ... 2.5 菜单操作简介 ...
第四章 FLAC3D 计算实例 ... 4.1 南宁地铁一号线某基坑工程模拟 ... 4.1.1 工程背景 ... 4.1.2 方案设计及建立模型 ... 4.1.3 模型计算参数 ...
III
.1 .2 .. 6 ... 10 ... 11 .. 14 . 14 ... 15 . 17 ... 17 ... 21 ... 22 . 22 . 27 .. 30 ... 31 ... 35 .. 35 .. 35 ... 36 ... 46 ... 49 . 52 .. 52 . 53 .. 57 ... 59 . 59 .. 59 ... 60 ... 66
Print：打印文件。 Print Type：设置打印文件的格式。 Print Setup：设置打印文件的版面。 Exit：退出 FLAC3D。
其他菜单对于初学者来说暂时用不到，需要时可参照说明书使用。 当图形 显示窗口被激活时，菜单栏为图形控制菜单，如图 1.3 所示，包括 File、 Edit、Setting、Plotitems 和 Window。
FLAC3D 自带英文说明书，市面上所有参考书和参考资料均以此为参照编 写， 甚至有一些部分就是说明书的翻译。说明书中包括 FLAC3D 的计算原理、 背景 知识、命令参考、fish、计算模块、计算实例等，内容十分全面丰富，是学习 FLAC3D 的必备资料，是基础中的基础。不足是说明书为全英文且篇幅太长，有 4000 多 页，对于初学者来，甚至是普通用户来说，没必要逐一去了解。我的建议 是，先 通过中文教材对 FLAC3D 有一定的了解之后，再深入研究说明书。
者起
I
到一个抛砖引玉的效果。 本文暂时抛弃晦涩难懂的理论基础，直接介绍 FLAC3D 的基础知识和基
本 操作。首先从简单的建模开始，逐个熟悉常用的命令；然后将结合我个人的 经验， 介绍一些建模和计算技巧；再介绍两款可用于数据后处理的软件；最后 会提供几 个计算实例，供读者参考。建议读者先按顺序概览全部章节的内容， 这样能够对 FLAC3D 有初步的了解，然后从第四章的计算实例开始，结合前面 的介绍，边实 践边学习，这样能够达到事半功倍的效果。读者可通过邮箱联系 我，索取文中任 何你需要的命令流和转换程序。
Axes：显示全局坐标轴。命令：plot add axe red。plot 为“显示”操作关 键 字；add 表示添加，如果没有 add 字段，会把已显示的内容清除，可根据需 要使 用；axe 表示坐标轴；red 表示显示颜色，可以任意指定。下面的命令都 有类T似ab的le：结显构示。地下水位。
Geometry→Grid：显示网格。命令：plot add grid。Geometry→Boundary： 仅显示边界网格。命令：plot add boundary。 Geometry→Sketch：显 示网格外轮廓。命令：plot add sketch。 Vector→Velocity：显示速度 矢量。命令：plot add velocity。 Vector→Displacement：显示变形矢 量。命令：plot add displacement。
1. FLAC3D 在岩土工程中的应用【孙书伟，林杭，任连伟。中国水利水 电出 版社】
内容同书名一样，有一定的基础后，在处理实际问题时，可参考本书。 2. 各大论坛高手如云，卧虎藏龙，常去逛逛定会受益匪浅。
1
初识 FLAC3D
在这里说几句题外话，FLAC3D 的后处理功能虽然比较丰富，但却相对简 单 且不美观，若想做出漂亮的模型及结果，一般都要借助第三方软件。前处理可 借 用 ANSYS，网络上已经有高手写好了模型转换程序，可以将 ANSYS 模型导 入 FLAC3D 进行计算，本文后面会有介绍；后处理软件选择比较多，常用的有 Excel、 Origin、Tecplot 等等，Origin 可以做出非常漂亮的曲线；借助网友编写 的 fish 程 序，还可以把 FLAC3D 计算结果导入 Tecplot 进行处理，关于这两 个软件的使用， 本文也会稍有介绍。
2
初识 FLAC3D
图 1.2 FLAC3D 基本菜单
基本菜单中，最常用的是 File 菜单。下面逐一介绍 File 菜单中各项的 作用。 New：开始新工程，之前未保存的计算将被清除。命令：new 。 Call： 导入命令流 txt 文件。命令：call filename.txt。 Model→Load：载入 dll 文件， 用于载入用户开发的本构模型。 Restore：恢复保存的.sav 文件。命令：restore filename.sav。 Save：保存结算结果为.sav 文件。命令：save filename.sav。 Import Grid：导入.flac3d 模型文件，可以使 FLAC 自己生成的文件，也可是 第三方软件(如 ANSYS)转成的符合 FLAC3D 模型数据格式的模型文件。命令： impgrid filename.flac3d。
第三章 FLAC3D 后处理方法简介 ... 3.1 Origin ... 3.1.1 Origin 简介 ... 3.1.2 Origin 二维绘图 ... 3.1.3 Origin 三维绘图 ... 3.1.4 Origin 函数绘图 ... 3.2 Tecplo 360 ... 3.2.1 Tecplot 360 简介 ... 3.2.2 Tecplot 360 绘制等值线图 ... 3.2.3 Tecplot 360 导入 AutoCAD ...
... 68 . 72 ... 75 . 76 . 76 ... 77 ... 80 ... 81 . 88 ... 91 . 92 . 92 ... 93 ... 97 . 99 .. 100 . 106 .. 107 ... 109
IV
初识 FLAC3D
第一章 初识 FLAC3D
在开始所有内容之前，首先推荐参考书目： 基本书目 1. FLAC3D manual
我从研二(2010 年)开始接触 FLAC3D，最初的原因是导师要求每一个人至 少 学会一个数值计算软件，而他嘴里每天念叨最多的就是 FLAC，自己当时对数 值 计算一无所知，便答应老师要学会 FLAC3D。第一次打开软件界面，我心里 就凉 了大半截，面对着一个操作界面跟记事本无异的所谓“功能强大”的岩土工 程专 业软件，半点兴趣也提不起来。年底，从项目工地回到学校准备论文开题， 老师 对我的开题报告非常不满意，当着全教研室师生的面，劈头盖脸大批一顿， 第二 天又找谈话。在巨大的压力和强烈的自尊心驱使下，我硬着头皮开始啃 FLAC3D， 一个半月之后，终于有了初步的计算结果，对老师有个交代，我也能 回家过年了。
希望初学者能够通过本文的介绍，尽快熟悉软件，并产生一定的兴趣，以便 根据需要开展更深入的学习。最后引用 FLAC 系统主管韩彦辉博士对软件的评价： FLAC 可能更像是二锅头或万宝路，一旦上瘾便欲罢不能。借此给所有初学者鼓 劲 加油。
李佳宇 ljy050957@126.co m
2012 年 11 月FLAC3D 快速入 Nhomakorabea门
及简单实例
李佳宇 编
LJY 指南针教程
前言
FLAC 及 FLAC3D 是由国际著名学者、英国皇家工程院院士、离散元的 发明 人 Peter Cundall 博士在 70 年代中期开始研究的，主要面对岩土工程的通 用软件 系统，目前已经在全球 70 多个国家得到广泛应用，在岩土工程学术界 和工业界 赢得了广泛的赞誉。前国际岩石力学会主席 C.Fairhurst(1994)对 FLAC 程序的评 价是：“现在它是国际上广泛应用的可靠程序。”
1.1 FLAC3D 界面及菜单简介
打开 FLAC3D 后即可看见它非常简洁的操作界面(详见图 1.1)，主要包 括菜 单栏、图形显示窗口、命令显示窗口和命令输入栏。
图 1.1 FLAC3D 界面
菜单栏有两种状态，当命令显示窗口被激活时，菜单栏为基本菜单，如图 1.2 所示。菜单内容包括 File、Display、Options、Plot、Window 和 Help。
3
初识 FLAC3D
图 1.3 FLAC3D 图形控制菜单
下面首先介绍最常用的 Plotitems 菜单。 Plotitems→Add：添加显示的项目。 Clear：清除显示的所有项目。
通过 Plotitems→Add 添加的显示项目会覆盖在已有的显示内容上，但不 会将 其清除，可以通过“Activate”操作控制每一个显示项目。Plotitems 中的 项目非 常多，下面介绍常用项。通过点击操作添加每一项，都会弹出对话框， 里面有很 多可以设置的内容，通过详细介绍部分最常用的项目，读者便可以触 类旁。
2. FLAC 原理、实例与应用指南【刘波、韩彦辉(美国)。人民交通出版社】 这本书的作者韩彦辉是 FLAC 系统主管，所以这本书相对权威一些。该书理 论性较强，介绍了 FLAC 和 FLAC3D 两大块内容，包括理论背景、本构关系、 fish 语言、计算模块、应用实例等内容。
3. FLAC 及 FLAC3D 基础与工程实例【陈育民、徐鼎平。中国水利 水电出 版社】
跟上一本书内容差不多，但是相对简单一些，适合初学者上手。如果说前 两 本书是“官方教程”，那么这本书可以说是“民间智慧”，编者把很多论坛 中的内 容和网友提供的使用经验整合在书中，包含很多有助于理解 FLAC3D 且 实用的 小算例和小技巧，也有常见的几大类问题的处理方法。本书对于软件操 作介绍的 非常细致，最后还附有常见问题解答，很贴心。
II
目录
第一章 初识 FLAC3D ... 1.1 FLAC3D 界面及菜单简介 ... 1.2 FLAC3D 中的专业名词 ... 1.3 FLAC3D 计算主要流程 ... 1.4 简单算例演示 ...
第二章 FLAC3D 建模 ... 2.1 FLAC3D 命令流概述 ... 2.2 FLAC3D 基本网格特征 ... 2.3 六面体网格和楔形体网格 ... 2.3.1 六面体网格 ... 2.3.2 楔形体网格 ... 2.4 常用命令详解 ... 2.4.1 网格控制 ... 2.4.2 参数控制 ... 2.4.3 计算及后处理 ... 2.5 菜单操作简介 ...
第四章 FLAC3D 计算实例 ... 4.1 南宁地铁一号线某基坑工程模拟 ... 4.1.1 工程背景 ... 4.1.2 方案设计及建立模型 ... 4.1.3 模型计算参数 ...
III
.1 .2 .. 6 ... 10 ... 11 .. 14 . 14 ... 15 . 17 ... 17 ... 21 ... 22 . 22 . 27 .. 30 ... 31 ... 35 .. 35 .. 35 ... 36 ... 46 ... 49 . 52 .. 52 . 53 .. 57 ... 59 . 59 .. 59 ... 60 ... 66
Print：打印文件。 Print Type：设置打印文件的格式。 Print Setup：设置打印文件的版面。 Exit：退出 FLAC3D。
其他菜单对于初学者来说暂时用不到，需要时可参照说明书使用。 当图形 显示窗口被激活时，菜单栏为图形控制菜单，如图 1.3 所示，包括 File、 Edit、Setting、Plotitems 和 Window。
FLAC3D 自带英文说明书，市面上所有参考书和参考资料均以此为参照编 写， 甚至有一些部分就是说明书的翻译。说明书中包括 FLAC3D 的计算原理、 背景 知识、命令参考、fish、计算模块、计算实例等，内容十分全面丰富，是学习 FLAC3D 的必备资料，是基础中的基础。不足是说明书为全英文且篇幅太长，有 4000 多 页，对于初学者来，甚至是普通用户来说，没必要逐一去了解。我的建议 是，先 通过中文教材对 FLAC3D 有一定的了解之后，再深入研究说明书。
者起
I
到一个抛砖引玉的效果。 本文暂时抛弃晦涩难懂的理论基础，直接介绍 FLAC3D 的基础知识和基
本 操作。首先从简单的建模开始，逐个熟悉常用的命令；然后将结合我个人的 经验， 介绍一些建模和计算技巧；再介绍两款可用于数据后处理的软件；最后 会提供几 个计算实例，供读者参考。建议读者先按顺序概览全部章节的内容， 这样能够对 FLAC3D 有初步的了解，然后从第四章的计算实例开始，结合前面 的介绍，边实 践边学习，这样能够达到事半功倍的效果。读者可通过邮箱联系 我，索取文中任 何你需要的命令流和转换程序。
Axes：显示全局坐标轴。命令：plot add axe red。plot 为“显示”操作关 键 字；add 表示添加，如果没有 add 字段，会把已显示的内容清除，可根据需 要使 用；axe 表示坐标轴；red 表示显示颜色，可以任意指定。下面的命令都 有类T似ab的le：结显构示。地下水位。
Geometry→Grid：显示网格。命令：plot add grid。Geometry→Boundary： 仅显示边界网格。命令：plot add boundary。 Geometry→Sketch：显 示网格外轮廓。命令：plot add sketch。 Vector→Velocity：显示速度 矢量。命令：plot add velocity。 Vector→Displacement：显示变形矢 量。命令：plot add displacement。