完整word版FLAC 讲义含地下水的边坡例子.docx
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完整word版FLAC讲义含地下水的边坡例子
FLAC讲义
一、什么是FLAC
1.1FLAC之字义
F(Fast)L(Lagrangian)A(Analysisof)C(Continua).Lagrangian相对于Eulerian为每一时阶(timestep)之位移在Lagrangian之公式中,需对网格之座标予以更新,而Eulerian之公式则不予更新。
1.2FLAC之运算流程
1.3FLAC基本单元
1.4分析模式大小与RAM之关系
1.5单位
1.6正负号方向
(1)应力-正号代表张力,负号代表压力
(2)剪应力-详见下图,图中所示剪应力为正号
(3)应变-正的应变表示伸长,负的应变代表压缩
(4)剪应变-剪应变的正负号与剪应力相同
(5)孔隙压力-孔隙压力永远为正
(6)重力-正号的重力物质往下拉,负号的重力将物质往上提。
二、FLAC内建之组合律
FLAC内建之组合律有:
1.空洞模式(nullmodel)
使用于土壤被移除或开挖
2.弹性模式
3.塑性模式,
包括
a.Drucker-Pragermodel
b.Mohr-Coulombmodel
c.ubiquitous-jointmodel
d.strain-hardening/softeningmodel
e.bilinearstrain-hardening/softeningmodel
f.double-yieldmodel
gmodifiedcam-claymodel
此外,另有选购(option)模式,包括:
1.动力模式(DynamicOption)
2.热力模式(ThermalOption)
3.潜变模式(CreepOption)
使用者另可使用FISH语言去建构独特的组合律以符合所需。
三、FLAC-以命令为输入语法
请查阅相关手册
四、FLAC程式之使用步骤
4.1FLAC程式使用前准备步骤
步骤1:
依比例画出所欲分析之资料
于纸上画出地点之位置、地层资料、并简标示距离及深度资料。
步骤2:
换算输入资料成同一单位
将现有地层资料,如Density,Bulkmodulus,Young`smodulus,tension,cohesion,frictionAngle等资料,换算成同一单位。
附注:
需谨慎检查输入资料之单位,如因单位不同而造成过大或过小的值,将会造成FLAC无法计算,而产生ERROR讯息。
步骤3:
应用公式简略计算
应用公式或依据经验,简略算出FLAC输出资料的范围,以做为Debug及输出资料分析时验证。
步骤4:
建立x,y座标与nodei,j之关系
于图上距离及深度之关系,建立x,y座标系统,再由x,y座标系统,转换与网格间系,为了便于以后输出资料的分析,故应确实掌握网格之位置及其相对应的x,y座标。
建议在敏感区域使用较密之网格,其它地区则使用较疏之网格,刚开始跑程式时,不宜使用网格太大的网格数目,因尽量使网格总数少于1000,以节省时间。
4.2FLAC输入程式编写步骤
FLAC程式编写顺序需依实际工程进行之逻辑步骤建立。
如欲分析开挖题目,则需先求出未挖前之应力分布,再以此应力分布求开挖后之土壤变形及是否会崩毁,如因开挖后造成崩毁,则FLAC程式将无法继续,萤幕将出现ERROR讯息,如
BadGeometryZone,---------'-----------.
FLAC程式前几行之顺序为
oConfig ________
oGrid ________
oModel ________
以后各行编写之顺序,则建议以下之步骤:
1.求起始之应力平衡
(1)建立x,y座标与网格之关系,建议使用Gen指示:
Genx1,y1x2,y2,x3,y3x4,y4i=i0,i1j=j0,j1详细指令参见使用手册,FLAC程式可自动产生x,y座标与网格之关系,但由于产生之网格座标不易控制,将对其它之工作产生负面影响,故依使用前步骤4所建立之关系,将网格依其疏密程度需要之不同,实际控制网格之座标。
(2)设定材料性质:
prop
(3)设定外力:
SetGrav,ApplyPressure,inisxx,Syy
(4)设定边界条件:
fix,free
(5)求起始之应力平衡:
solve
(6)储存:
Save
2求工程之影响
求出区域内之应力分布情况后,再依工程之流程及步骤阶段执行各工程进行过程之影响,建议使用以下之步骤:
(1)叫出起初之应力平衡:
re_____.sav
(2)设定新的材料性质:
model,prop
(3)设定新的支撑性质:
struct
(4)设定新的外力
(5)设定边界条件
(6)求工程时之应力平衡
(7)储存
五、分析结果之印出及绘制
FLACV.3.4在分析成果之绘制上,较先前之各版本有一明显及方便的设计,因为V.3.4(CONSOLE)版本。
5.1分析成果绘图
a.直接绘图(不存图档)
flac:
setplotwindows
flac:
plotpenGRYD(欲画出格网及y向变位)
说明:
输入上述两行指令后,连结之印表机会直接印出图形,约占半页A4之纸张,如欲印出全页,则须设定印表机横向列印。
b.绘图(存图档)
flac:
setoutYD.EMF(设以下要画之内容档名为.emf)
flac:
setplotemfcolor(设彩色印制)
flac:
plotpenGRYD(画出之内容为格网及Y向变位)
说明:
YD.EMF可用Word软体叫出并绘图
5.2印出分析内容或成果数据
flac:
setlogYD.TXT(YD.TXT为所要列印内容之档名)
flac:
printydi=1,10j=1,5(设要印出y向位移量)
flac:
setlogoff
说明:
输入上述三个指令后,可用Word,Nodepad等软体叫出YD.TXT并列印。
六、分析范例-边坡稳定分析
本范例共分析三种情况即
(1)粒性土壤C=0;s13.sav
(2)C∮土壤C≠0∮=0;s14.sav
(3)考虑水位线;s15.sav
其分析网格之建立如下二图所示
01title
02SLOPEUNDERGRAVITATIONALLOAD
03grid20,10
04;Mohr-Coulombmodel
05mm
06;soilproperties-notelargecohesiontoforceinitialelastic
07;behaviorfordetermininginitialstresssate.Thiswillprevent
08;slopefailurewheninitializingthegravitystresses
09props=.3e8b=1e8d=1500fri=20coh=1e10ten=1e10
10;warpgridtoformaslope:
11gen0,00,320,320,0j14
12gensame9,1020,10samei621j411
13marki=1,6j=4
14marki=6,j=4,11
15modelnullregion1,10
16;displacementboundaryconditions
17fixxi=1
18fixxi=21
19fixxyj=1
20;applygravity
21setgrav=9.81
22;displacementhistoryofslope
23hisydisi=10j=10
24;solveforinitialgravitystresses
25slove
26;saveinitialstae
27savesll.sav
28;resetdisplacementcomponentstozero
29inixdis=0ydis=0
30;setcohesionto0
31propcoh=0
32;uselargestrainlogic
33setlarge
34step200
35plotholdbodisxvelmin-2.25e-4max0int2.5e-5zero
36saves12.sav
37step800
38plotholdbodisxvelmin━1e-3max0int2e-4zero
39saves13.sav
40restsll.sav
41inixdis=0ydis=0
42propcoh=le4tens0.0
43setlarge
44solve
45savesl4.sav
46inixdis=0.0ydis=0.0
47;installphreaticsurfaceinslope
48watertable1den1000
49table1(0,5)(6.11,5)(20,9)
50defwetden
51 loopi(1,izones)
52 loopj(1,jzones)
53 ifmode(i,j)>1 then
54 xa=(x(i,j)+x(i+1,j)+(i+1,j+1)+x(i,j+1)
55 xc=0.25*xa
56 ya=(y(i,j)+y(i+1,j)+y(i+1,j+1)+y(i,j+1)
57 yc=0.25*ya
58 ifyc