巖土工程數(shù)值法緒論(已修改)
2025-03-13 16:34 本頁(yè)面
【正文】 巖土工程數(shù)值法 FLAC 3D 使用 劉必?zé)? 博士 2023年 9月 1日 個(gè)人簡(jiǎn)介 ? 20232023 石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院 橋梁系 學(xué)士學(xué)位 ? 20232023 中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程 碩士學(xué)位 ? 20232023中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 橋梁與隧道工程 博士學(xué)位（ 2023年免試提前入讀博士） 考核方式與紀(jì)律 ? 考勤 +程序設(shè)計(jì) (期中小作業(yè) )+程序設(shè)計(jì) (期末大作業(yè) )，沒(méi)有考試 ? 考勤： 1小時(shí) =1分 ? 期中程序設(shè)計(jì)： 30分 ? 期末程序設(shè)計(jì)：約 40分 ? 紀(jì)律！ ? 公共郵箱 密碼 flacflac ? 個(gè)人郵箱 ? 電話 18601073608 解決巖土工程問(wèn)題的方法 經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法 試驗(yàn)測(cè)試法極限平衡法 應(yīng)力應(yīng)變法解析法R i t z 變分法 加權(quán)殘值法有限元法 邊界元法變分法 差分法 離散元法近似求解法巖土工程問(wèn)題求解數(shù)值法的種類(lèi) ?有限差分法 ?有限單元法 ?邊界元法 ?離散元 有限差分法 ? 最早出現(xiàn)的數(shù)值解法 ? 以差商 來(lái)代替方程式的導(dǎo)數(shù) xyyxyyxyyxydxdy iiiiiii ???????????? ????21111? ? 2 112222 2xyyyxydxyd iii??????? ??有限單元法 ? Clough在 1960年首次應(yīng)用“有限單元法（ Finite Element Method)”這個(gè)詞，并處理平面彈性問(wèn)題 ? 有限元法思想，即劃整為零 ? 很早就有了，我國(guó)的祖沖之將圓分割，求得 ?，就是采用有限元的基本思想 有限元的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用情況 ? 可用于非均質(zhì)問(wèn)題，多層土、多種材料、多區(qū)域； ? 可用于非線性材料，各向異性材料； ? 可適應(yīng)復(fù)雜邊界條件； ? 可用于各種類(lèi)型的問(wèn)題：應(yīng)力變形、滲流、固結(jié)、流變、濕化變形、動(dòng)力、溫度問(wèn)題等。 優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)： ? 單元形態(tài)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大； ? 計(jì)算比較復(fù)雜、麻煩；計(jì)算模型、參數(shù)對(duì)結(jié)果影響大； ? 非連續(xù)性問(wèn)題困難； 軟件介紹 ? Fast Lagrangian Analysis of Continua ? 美國(guó) Itasca咨詢公司開(kāi)發(fā) 2D程序 (1986) ? 1990年代初引入中國(guó) ? 有限差分法 (FDM) ? DOS版 → → → → ? Itasca其他軟件 FLAC/FLAC3D簡(jiǎn)介 概況 ? FLAC3D是通用程序，可以模擬包含流體耦合，熱流動(dòng)及 (土 /石與 )結(jié)構(gòu)相互作用的 完全非線性靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 ，問(wèn)題幾何形狀和邊界條件不受任何限制。 ? FLAC3D使用廣義有限差分法 (任意形狀單元，又稱(chēng)為有限體積法 )模擬 非線性連續(xù)介質(zhì)的力學(xué)行為 。 ? FLAC3D對(duì)完整的動(dòng)力學(xué)方程求解，即使對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)問(wèn)題也是如此，這種方法對(duì)于涉及物理不穩(wěn)定問(wèn)題(如 坍塌 )很有優(yōu)勢(shì)。在模擬系統(tǒng)的靜態(tài)響應(yīng)時(shí)，使用阻尼吸收動(dòng)能。 隧道工程 基本特征 ?內(nèi)置材料模型（ fortran） ?連續(xù)介質(zhì)非線性，大應(yīng)變模擬（ ansys） ?顯式解題方案，為不穩(wěn)定物理過(guò)程提供穩(wěn)定解 ?界面或滑動(dòng)面用來(lái)模擬可產(chǎn)生滑動(dòng)或分離的離散面，從而模擬斷層，節(jié)理或摩擦邊界 ?內(nèi)置材料模型： ?零模型 , ?三個(gè)彈性模型 (各向同性，橫觀各向同性和正交各向異性 ), ?八個(gè) 朔性 模型 (德魯克 布拉格 , 摩爾 庫(kù)倫 , 應(yīng)變硬化 /軟化，單一節(jié)理，雙線性應(yīng)變硬化 /軟化單一節(jié)理 , 雙屈服，修正劍橋粘土，霍克 布朗 ) ?自動(dòng)三維網(wǎng)格生成器 (FLAC3D)使用預(yù)定義形狀 可以創(chuàng)建交叉內(nèi)部區(qū)域（如交叉隧道） ?FLAC3D 擁有部分圖形用戶界面 (用來(lái)進(jìn)行繪圖和文件操作 ) ?強(qiáng)大繪圖功能 — 等值線 ,矢量 ,張量等 ?工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式
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