【文章內(nèi)容簡介】 ?結(jié)構(gòu)單元及應(yīng)用 ?流固耦合分析 ?非線性動(dòng)力分析 ?自定義本構(gòu)模型 54 FISH語言簡介 ?軟件自帶的編程語言 ?是否一定要學(xué)？ ? 視情況而定，需要時(shí)查詢 FISH變量即可 ?語法簡單（ 變量 /函數(shù) /運(yùn)算符 /浮點(diǎn)數(shù) /字符串等 ） xxx …… end_xxx ?注意事項(xiàng) ? 語法嚴(yán)謹(jǐn)，保留字不可縮寫 ? 變量可不定義，因此注意檢查程序 ? print fish ? table, extra等命令使用 ? 文本文件，后綴 .txt .fis 例 Fish基本概念 ?函數(shù)和變量 ? 二者都要在 fish中賦值：與常規(guī)語言類似，按運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)先后順序執(zhí)行 ? 數(shù)據(jù)類型規(guī)則：類型對(duì)應(yīng) ? 命名規(guī)則：不能以數(shù)字開頭，不含中文，且不能包含下列符號(hào) ? 變量 /函數(shù)名不能與保留字相沖突：不用簡單的單詞（ P4） ? 不能遞歸調(diào)用 ? 作用全局：避免在不同的函數(shù)中有相同的變量 ? 命令 ： PRINT/HISTORY/SET ?數(shù)據(jù)類型： 整型 /浮點(diǎn)型 /字符型（以’為分界符） /指針型 Fish主要語句 ?選擇 Caseof 表達(dá)式 …. case n1 …. case n2 ….. ENDCASE ?條件 IF 條件表達(dá)式 [then] …. [else] …. ENDIF ＝ ≠ ＝ ＝ 無“并” “或” “否” ,嵌套條件語句 用于描述分段函數(shù) 例 Fish主要語句 ?循環(huán) 變量數(shù)值 LOOP var(exp1,exp2) …… ENDLOOP 條件表達(dá)式 LOOP while 表達(dá)式 …… ENDLOOP 語法要求高 關(guān)鍵詞不能縮寫 例 ?命令 COMMAND ….(FLAC3D 命令 ) ENDCOMMAMD 內(nèi)置變量與函數(shù) ?FLAC3D 標(biāo)量 ： 流變時(shí)間、節(jié)點(diǎn)總數(shù)、最大不平衡力 ?常規(guī)標(biāo)量 ： 時(shí)鐘變量、隨機(jī)數(shù)、空指針、 π常數(shù) ?FLAC3D 模型變量： 內(nèi)存、節(jié)點(diǎn)、單元、接觸面（ P33） ?結(jié)構(gòu)單元變量： 常規(guī)、結(jié)構(gòu) 、節(jié)點(diǎn)、 連接 ?數(shù)學(xué)函數(shù) ： 絕對(duì)值、三角、對(duì)數(shù) ?表格函數(shù)和內(nèi)存函數(shù) ?繪圖函數(shù) 單元遍歷和節(jié)點(diǎn)遍歷 ?遍歷？ → 信息 /賦值 ?基本變量： zone_head/gp_head z_next()/gp_next() ?單元遍歷程序： p_z=zone_head loop while p_z≠null 語句 p_z= z_next(p_z) endloop ?節(jié)點(diǎn)遍歷程序： p_gp=gp_head loop while p_gp≠null 語句 p_gp=gp_next(p_gp) endloop 60 FISH應(yīng)用 例 獲得最大節(jié)點(diǎn)位移 土體的模量隨小 主應(yīng)力變化 E=KPa(σ3/Pa) n 例 分級(jí)加載與監(jiān)測 例 得到主應(yīng)力差值云圖 例 編程與差錯(cuò)技巧 ?逐級(jí)編寫 ?變量函數(shù)命名規(guī)則 ?變量無大小寫區(qū)別 ?同一類變量名用相同的字母開頭 ?字符類型 ?及時(shí)修正 ?語法嚴(yán)格 縮寫 簡寫 標(biāo)點(diǎn)符號(hào) ?PRINT fish 檢查 62 主要內(nèi)容 ?軟件介紹 ?快速入門 ?基本原理 ?靜力計(jì)算 ?FISH語言 ?接觸面單元 ?結(jié)構(gòu)單元及應(yīng)用 ?流固耦合分析 ?非線性動(dòng)力分析 ?自定義本構(gòu)模型 63 接觸面單元 ?應(yīng)用范圍 ?原理 ?建模方法 ? 推薦方法 ? 復(fù)雜內(nèi)部接觸面的設(shè)置方法 ?參數(shù)選擇 ?單樁承載力分析 ?擋土墻的接觸面設(shè)置 ? 思路：未知問題的分析方法 64 接觸面單元的用途和原則 ?巖體介質(zhì)中的解理、斷層、巖層面 ?地基與土體的接觸 ?箱、槽及其內(nèi)充填物的接觸 ?空間中無變形的固定“障礙” ?大小表面相連，接觸面應(yīng)該建在小的表面上 ?相鄰網(wǎng)格密度不同，應(yīng)該建在密度大的區(qū)域上 ?接觸面單元的尺寸通常應(yīng)該等于或小于相連的目標(biāo)面尺寸 ?用 Attach命令連接的兩個(gè)表面不應(yīng)再建立接觸面 65 接觸面的原理 ?三角形單元 (無厚度 !) ?庫倫剪切模型，參數(shù)較多 ?單面的，通過接觸面節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)面建立聯(lián)系 ?三種工作模式 ? 粘結(jié)界面 ? 粘接滑移 ? 庫倫滑動(dòng) 66 接觸單元模型的建立 (1) ?關(guān)鍵 要形成同一位置的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(面 )，模擬結(jié)構(gòu)物的滑移，分離 ?“移來移去” (推薦 ) ? 建兩個(gè)分開的模型 ? 建立接觸單元 ? 通過 INI * add使模型接觸 ? 注意 dist的含義 ? NO merge, NO attach!!! 接觸面 dist 1 2 3 4 建立土體網(wǎng)格 例 建立節(jié)理單元 建立柱體單元 樁體向下平移 70 接觸單元模型的建立 (2) ?“導(dǎo)來導(dǎo)去” ? 利用 expgrid, impgrid命令進(jìn)行網(wǎng)格導(dǎo)出與導(dǎo)入 ? 配合 DELETE命令 ? 適于 內(nèi)部接觸面 的建立，或 ? 其他前處理 工具建立的網(wǎng)格 例 72 接觸單元模型的建立 (3) ?GEN separate ?INTERFACE wrap ? 指定正確的 group 例 接觸單元的參數(shù) ? 。切割模型法 ? 。 ? n ? gen zone brick size 3 3 3 ? group 1 range x 1 2 y 1 2 z 2 3 ? group 2 range group 1 not ? gen separate 1 ? int 1 wrap 1 2 ? int 1 maxedge ? plo int red 74 接觸面參數(shù)的確定 ?虛構(gòu)的為了合并節(jié)點(diǎn)而設(shè)置的接觸面 ? Kn=ks=10*max[(K+4/3G)/Dzmin] ?真實(shí)的剛性接觸面 ? 如料倉下料 ? c,D,Tension重要， kn,ks不重要 ?真實(shí)的柔性接觸面 ? 斷層； 水力劈裂 材料 ? 試驗(yàn)得到參數(shù) ? 對(duì)于 kn,ks：巖石斷層 10~100MPa/m(粘土 )。 100GPa(巖石 ) ? 反分析方法 ：通過斷層中巖石的變形與原巖的變形 谷倉下料模擬 ?手冊中的一個(gè)例子 ()，設(shè)置接觸面上粘聚力c=0，在自重作用下下滑。 例 滑動(dòng)前 滑動(dòng)過程中 76 單樁承載力分析 ?軟土地基 ? bulk ? shear ? coh 15E3 ? fric 12 ? dens ?樁體 ? bulk 5e9 ? shear ? dens 8m 10m 20m 例 77 計(jì)算過程 施加樁頂荷載 計(jì)算結(jié)果 78 擋土墻的接觸面設(shè)置 ?對(duì)于未知問題的分析思路 ? 3個(gè)獨(dú)立的接觸面 ? 3個(gè)同 ID的接觸面 ? 2個(gè)獨(dú)立的接觸面 ? 2個(gè)獨(dú)立的接觸面并進(jìn)行底部 merge 擋墻 土體 1 2 3 Soil 79 擋土墻的接觸面設(shè)置 (3) ?前兩種方法的差別實(shí)質(zhì) ? 3個(gè) ID的獨(dú)立接觸面在相同位置產(chǎn)生互不影響的兩個(gè)節(jié)點(diǎn) ? 共同 ID的接觸面在相同位置自動(dòng)設(shè)置為 1個(gè)節(jié)點(diǎn) ?最終的結(jié)論需要您自己去判斷！ 3 interfaces, 2 IDs 1 interface, 1 ID 80 主要內(nèi)容 ?軟件介紹 ?快速入門 ?基本原理 ?靜力計(jì)算 ?FISH語言 ?接觸面單元 ?結(jié)構(gòu)單元及應(yīng)用 ?流固耦合分析 ?非線性動(dòng)力分析 ?自定義本構(gòu)模型 81 FLAC3D中的結(jié)構(gòu)單元 ?有限單元 ?梁 (beam)單元 ?錨索 (cable)單元 ?樁 (pile)單元 ? 錨桿 : rockbolt ?殼 (shell)單元 ?格柵 (geogrid)單元 ? 土工織物；土工格柵 ?初襯 (liner)單元 beam cable pile shell geogrid liner 82 結(jié)構(gòu)單元的應(yīng)用 ?土與結(jié)構(gòu)的相互作用 ? 樁基 ；基坑；邊坡錨固 ? 地下硐室的支撐結(jié)構(gòu)；采礦；盾構(gòu) ? 土工織物；土工合成材料 ?結(jié)構(gòu)不宜復(fù)雜 ? 巖土工程軟件，不宜單純的結(jié)構(gòu)分析 ? 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模擬很困難 ? 結(jié)構(gòu)單元仍不完善 ? plot顯示 ? 雙向接觸結(jié)構(gòu) (擋土墻 )?FLAC3D ? 結(jié)構(gòu)單元的厚度 梁單元 (beam) 梁單元局部坐標(biāo)系及自由度 梁單元力和力矩（包括軸力、剪力、彎矩） 梁單元 (beam) 本構(gòu)模型： 各向同性的、無屈服破壞的線彈性材料 材料參數(shù)： 密度 彈性模量 泊松比 朔性矩 熱膨脹系統(tǒng) 橫截面積 y軸的慣習(xí)矩 z軸的慣性矩 極慣性矩 矢量 Y 梁單元的建模 ?兩種方式建立結(jié)構(gòu)單元：直接通過坐標(biāo)點(diǎn)指壑結(jié)型結(jié)構(gòu)的兩個(gè)端點(diǎn) ?選建節(jié)點(diǎn)，然后通過節(jié)點(diǎn)建立結(jié)構(gòu)單元 例 例 單元 id, 構(gòu)件 cid, 節(jié)點(diǎn) node,連接 link 梁單元 (beam) ?案例：使用梁單元進(jìn)行開挖支護(hù) 問題描述：分析范圍的尺寸為 6m 8m 8m，開挖步分的尺寸為2m 4m 5m。開挖時(shí)采用梁單元進(jìn)行支撐，分析采用支撐后模型的變形情況和梁單元的受力情況。 例 計(jì)算網(wǎng)格 位移云圖、梁軸力圖 Beam單元案例 \案例 \彭文斌教材 \ch11 荷載 位移矢量圖 剪力圖 錨索單元 (cable) 梁單元局部坐標(biāo)系及自由度 錨索單元本構(gòu)關(guān)系 錨索單元 (cable) 錨索、注漿體、圍巖三種材料相互作用原理 錨索單元 (cable) 本構(gòu)模型： 錨索構(gòu)件為彈塑性材料，拉、壓屈服，不能抵抗彎矩。 材料參數(shù)： 密度 彈性模量 單位長度上水泥漿的粘結(jié)力 水沁漿的摩擦角 單位長度上水泥漿剛度 水泥漿上圈周長 大變形滑動(dòng)標(biāo)志 大變形滑動(dòng)容差 熱膨脹系統(tǒng) 橫截面積 抗壓強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 幾何參數(shù)、材料參數(shù)、水泥漿特性， 12個(gè)參數(shù)； 10個(gè)必選參數(shù)， 2個(gè)可選參數(shù) 錨索單元 (cable) ?案例：關(guān)于預(yù)應(yīng)力錨桿的模擬 問題描述： 對(duì)于非全長錨固、并施加預(yù)緊力的錨索，需要考慮托盤、自由段和錨固段、和預(yù)應(yīng)力施加的問題。 方法一：刪除 建立 link連接來模擬托盤 方法二：通過設(shè)置極錨固劑參數(shù)模擬托盤 方法三：借助別的結(jié)構(gòu)單元（如 liner單元）來模擬托盤 例 例 例 殼型結(jié)構(gòu)單元的建模 ?兩種方式： ?在實(shí)體單元表面建立節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件和單元，然后刪除實(shí)體單元。 ?先建立節(jié)點(diǎn)，然后用 sel shellSel命令殼型結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。 殼型結(jié)構(gòu)單元的建模 殼型結(jié)構(gòu)單元 ? 三種單元形式：殼單元、格柵單元、初砌單元 ? 殼構(gòu)件：假定為是均厚的 3節(jié)點(diǎn)組成的三角形。由構(gòu)件組成任意形狀的殼。 ? 力學(xué)特性：殼材料結(jié)構(gòu)向應(yīng)、構(gòu)件與網(wǎng)格的交互。定義為各向同性或異性的線彈性材料，無破壞極限。 殼型結(jié)構(gòu)單元 ? 密度 ? 各向同性（彈模、泊松比）；正交各向異性 ? 熱膨脹系數(shù) ? 厚度 ?殼構(gòu)件與網(wǎng)格是剛性連接的 殼單元 (shell) 彭 ?案例： 松軟彈性土中開挖隧道，原始應(yīng)力為 1MPa，噴射厚 。混凝土保持彈性且與土壤剛性連接。 初始狀態(tài) 開挖第 1步 加噴射混凝土襯砌，開挖第 2步 殼單元 (shell) 彭 加襯砌，最大位移 1mm 無襯砌，最大位移 12mm