FLAC3D50模型及输入参数说明.docx

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FLAC3D50模型及输入参数说明

材料模型及关键字说明（model）

MODEL

关键字

说明

力学模型

anisotropic

横向同性弹性模型

cam-clay

修正剑桥模型

doubleyield

D-Y模型

drucker

德鲁克普拉格模型

elactic

各向同性弹性模型

mohr

摩尔-库伦模型

null

空模型

orthotropic

正交各向异性弹性模型

ss

应变硬化/软化模型

subliquitous

双线性应变硬化/软化多节理模型

ubiquitous

多节理模型

finn

纯动力学模型

蠕变模型

burger

Burger材料粘弹性模型

cpower

幂律材料模型

cvisc

Burger、蠕变组合材料模型

cwipp

岩盐变形模型

power

二分幂律模型

pwipp

粘塑性模型

viscous

经典粘弹性模型

wipp

蠕变模型

流体模型

fl_anistropic

各向异性流体模型

fl_isotropic

各向同性流体模型

fl_null

空流体模型

热力模型

th_anistropic

均质热导模型

th_null

空热导模型

Example:

modelmohrrangex=1,10y=1,10z=1,10（groupname）

propbulk25.0e9shear5.2e9coh0.23e6dil20.0frict38.0tension0.0e6

1.1模型参数代码

可参考manual中各个章节的command命令及说明，注意单位。

用prop赋值。

1.1.1各向同性弹性模型

各向同性弹性材料参数（IsotropicElastic–MODELmechanicalelastic）

1

bulk

体积模量，或松散系数K

2

shear

切边模量，G

1.1.2横向同行弹性模型

横向同行弹性模型材料参数（TransverselyIsotropicElastic–MODELmechanicalanisotropic）

1

dd

同性平面的倾向

2

dip

同性平面的倾角

3

e1

同性平面的弹性模量

4

e3

垂直同性平面的弹性模量

5

g12

切变模量

6

nu12

同性平面内施力时的泊松比

7

nu13

垂直同性平面内施力时的泊松比

1.1.3正交各向异性弹性模型

正交各向异性弹性模型材料参数（OrthotropicElastic–MODELmechanicalorthotropic）

1

dd

轴1-‘2’所定义平面的倾向

2

dip

轴1-‘2’所定义平面的倾角

3

e1

1’方向弹性模量

4

e2

2’方向弹性模量

5

e3

3’方向弹性模量

6

g12

平行于轴1-‘2’平面的切变模量

7

g13

平行于轴1-‘3’平面的切变模量

8

g23

平行于轴2-‘3’平面的切变模量

9

nu12

沿2’方向施力，1’方向的泊松比

10

nu13

沿3’方向施力，1’方向的泊松比

11

nu23

沿3’方向施力，2’方向的泊松比

12

nx

轴1-‘2’所定义平面单位法线x分量

13

ny

轴1-‘2’所定义平面单位法线y分量

14

nz

轴1-‘2’所定义平面单位法线z分量

15

rot

旋转角

1.1.4德鲁克-普拉格模型

德鲁克-普拉格模型的材料参数（Drucker-Prager–MODELmechanicaldrucker）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

ksnear

材料参数，kφ

3

qdil

材料参数，qφ

4

qvol

材料参数，qΨ

5

shear

弹性切变模量，K

6

tension

抗拉强度，σt

1.1.5摩尔-库伦模型

摩尔-库伦模型的材料参数（Mohr-Coulomb–MODELmechanicalmohr）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

cohesion

内聚力，c

3

dilation

剪胀角，Ψ

4

friction

内摩擦角，Φ

5

shear

弹性切边模量，G

6

tension

抗拉强度，σt

1.1.6多节理模型

多节理模型的材料参数（Ubiquitous-Joint–MODELmechanicalubiquitous）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

cohesion

内聚力，c

3

dilation

剪胀角，Ψ

4

friction

内摩擦角，Φ

5

jcohesion

节理内聚力，cj

6

jddirection

弱面dip方向（倾向）

7

jdilation

节理剪胀角，Ψj

8

jdip

弱面dip角度（倾角）

9

jfriction

节理摩擦角，Φj

10

jnx

弱面单位法线x分量

11

jny

弱面单位法线y分量

12

jnz

弱面单位法线z分量

13

jtension

抗拉强度，σsj

14

shear

弹性切边模量，G

15

tension

抗拉强度，σt

1.1.7应变硬化/软化模型

应变硬化/软化模型的材料参数（Strain-Hardening/Softening–MODELmechanicalssoftening）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

cohesion

内聚力，c

3

ctable

塑性剪切应变-内聚力的表号

4

diation

剪胀角，Ψ

5

dtable

塑性剪切应变-剪胀角的表号

6

friction

内摩擦角，Φ

7

ftable

塑性剪切应变-摩擦角的表号

8

shear

弹性切边模量，G

9

tension

抗拉强度，σs

10

ttable

塑性剪切应变-抗拉强度的表号

1.1.8双线性应变硬化/软化多节理模型

双线性应变硬化/软化多节理模型的材料参数（BilinearStrain-Hardening/SofteningUbiquitous-Joint–MODELmechanicalsubiquitous）

1

bijoint

=0，为线性节理，默认

=1，为双线性节理

2

bimatrix

=0，线性矩阵

=1，双线性矩阵

3

bulk

弹性体积模量，K

4

c2table

塑性剪切应变-内聚力c2的表号

5

cjtable

节理塑性剪切应变-节理内聚力cj1的表号

6

cj2table

节理塑性剪切应变-节理内聚力cj2的表号

7

cohesion

内聚力，c1

8

co2

内聚力，c2

9

ctable

塑性剪切应变-内聚力c1的表号

10

d2table

塑性剪切应变-剪胀角Ψ2的表号

11

di2

剪胀角，Ψ2

12

dilation

剪胀角，Ψ1

13

djtable

节理塑性剪切应变-节理剪胀角Ψj1的表号

14

dj2table

节理塑性剪切应变-节理剪胀角Ψj2的表号

15

dtable

塑性剪切应变-剪胀角Ψ1的表号

16

f2table

塑性剪切应变-摩擦角Φ2的表号

17

fjtable

节理塑性剪切应变-节理摩擦角Φj1的表号

18

fj2table

节理塑性剪切应变-节理摩擦角Φj2的表号

19

fr2

摩擦角Φ2

20

friction

摩擦角Φ1

21

ftable

塑性剪切应变-摩擦角Φ1表号

22

jc2

节理内聚力cj1

23

jcohesion

节理内聚力cj2

24

jddirection

弱面dip方向（倾向）

25

jdilation

节理剪胀角Ψj1

26

jdip

弱面dip角度（倾角）

27

jd2

节理剪胀角，Ψj1

28

jfriction

节理摩擦角，Φj1

29

jf2

节理摩擦角，Φj2

30

jnx

弱面单位法线x分量

31

jny

弱面单位法线y分量

32

jnz

弱面单位法线z分量

33

jtension

节理抗拉强度，σsj

34

shear

弹性切边模量，G

35

tension

抗拉强度，σs

36

tjtable

节理塑性剪切应变-节理抗拉强度σtj的表号

37

ttable

节理塑性剪切应变-节理抗拉强度σt的表号

下列参数可以显示、绘图或者fish访问

1

es_plastic

塑性切应变

2

et_plastic

塑性拉应变

3

etj_plastic

节理塑性拉应变

4

esj_plastic

节理塑性切应变

1.1.9D-Y模型

D-Y模型的材料参数（Double-Yield–MODELmechanicaldoubleyield）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

cap_pressure

cap压力，pc

3

cohesion

内聚力，c

4

cptable

塑性体应变-cap压力的表号

5

ctable

塑性切应变-内聚力的表号

6

dilation

剪胀角，Ψ

7

dtable

塑性切应变-剪胀角的表号

8

ev_plastic

塑性体应变总量

9

friction

内摩擦角，Φ

10

ftable

塑性切应变-摩擦角的表号

11

multiplier

当前塑性-cap模量与弹性体积和切变模量的倍数，R

12

shear

最大弹性切变模量，G

13

tension

抗拉强度，σs

14

ttable

塑性拉应变-抗拉强度的表号

下列计算参数可以显示、绘图和通过fish访问

1

es_plastic

累积塑性切应变

2

et_plastic

累积塑性拉应变

3

ev_plastic

累积塑性体应变

1.1.10修正剑桥模型

修正剑桥模型的材料参数（ModifiedCam-Clay–MODELmechanicalcam-clay）

1

bulk_bcund

最大的弹性体积模量，Kmax

2

cv

初始容积，vc

3

kappa

弹性膨胀线斜率，k

4

lamda

常态固结线斜率，λ

5

mm

摩擦常数，M

6

mpc

预固结压力，pc0

7

mp1

预固结压力，p1

8

mv_1

指定在参考压力常态固结线的容积vA

9

poisson

泊松比，ν

10

shear

弹性剪切模量，G

下列参数可以显示、绘图以及fish访问

1

bulk

体积模量，K

2

cam_cp

当前平均有效应力

3

cam_ev

累积总容积应变

4

camev_cp

累积塑性容积应变

5

cq

当前平均差分应力

1.1.11纯动力学模型

纯动力学模型的材料参数（configdynamic,modelmechfinn）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

cohesion

内聚力，c

3

ctable

弹性切应变-内聚力的表号

4

dilation

剪胀角，Ψ

5

dtable

塑性切应变-剪胀角Ψ的表号

6

ff_c1

常量，c1

7

ff_c2

常量，c2

8

ff_c3

常量，c3

9

ff_c4

常量，c4

10

ff_latensy

反向之间的最小时间步数

11

ff_switch

=0：

Martin（1995）公式

=1：

Byme（1991）公式

12

friction

内摩擦角，Φ

13

ftable

塑性切应变-摩擦角的表号

14

shear

最大弹性切变模量，G

15

tension

抗拉强度，σt

16

ttable

塑性拉应变-抗拉强度的表号

下列参数可以显示、绘图和通过fish访问

1

es_plastic

塑性切应变

2

et_plastic

塑性拉应变

3

ff_count

检测切应变反向的数

4

ff_cvd

体应变，εvd

1.1.12经典粘弹性模型

经典粘弹性模型的材料参数（ClassicalViscoelastic（MaxwellSubstance）–MODELmechanicalviscous）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

shear

弹性剪切模量，G

3

viscosity

动力粘度，η

1.1.13粘弹性模型

粘弹性模型的材料参数（BurgersModel–MODELmechanicalburgers）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

kshear

Kelvin弹性剪切模量，GK

3

kviscosity

Kelvin动力粘度，ηK

4

mkshear

Maxwell切边模量，GM

5

mviscosity

Maxwell动力粘度，ηM

1.1.14二分幂律模型

二分幂律模型的材料参数（PowerLaw–MODELmechanicalpower）

1

a_1

常数，A1

2

a_2

常数，A2

3

bulk

弹性体积模量，K

4

n_1

指数，n1

5

n_2

指数，n2

6

rs_1

参考应力，σ1ref

7

rs_2

参考应力，σ2ref

8

shear

弹性剪切模量，G

1.1.15蠕变模型

蠕变模型材料参数（WIPPModel–MODELmechanicalwipp）

1

act_energy

活化能，Q

2

a_wipp

常数，A

3

b_wipp

常数，B

4

bulk

弹性体积模量，K

5

d_wipp

常数，D

6

e_dot_star

临界稳定状态蠕变率，

7

gas_c

气体常数，R

8

n_wipp

指数，n

9

shear

弹性剪切模量，G

10

temp

温度，T

下列参数可以显示、绘图和通过fish访问

1

e_prime

累积主蠕变应变

2

e_rate

累积主蠕变应变率

1.1.16Burger、蠕变组合材料模型

Burger、蠕变组合材料模型的材料参数（Burgers-CreepViscoplasticModel–MODELmechanicalcvisc）

1

bulk

弹性体积模量，K

2

cohesion

内聚力，c

3

density

密度，ρ

4

dilation

剪胀角，Ψ

5

friction

内摩擦角，Φ

6

kshear

Kelvin弹性剪切模量，GK

7

kviscosity

Kelvin粘度，ηK

8

shear

弹性剪切模量，G

9

tension

抗拉强度，σt

10

mviscosity

Maxwell动力粘度，ηM

下列计算参数可以显示、绘图和通过fish访问

1

es_plastic

累积塑性切应变

2

et_plastic

累积塑性拉应变

1.1.17幂律模型

幂律模型的材料参数（Power-LawViscoplasticModel–MODELmechanicalcpower）

1

a_1

常数，A1

2

a_2

常数，A2

3

bulk

弹性体积模量，K

4

cohesion

内聚力，c

5

dilation

剪胀角，Ψ

6

friction

内摩擦角，Φ

7

n_1

指数，n1

8

n_2

指数，n2

9

rs_1

参考应力，σ1ref

10

rs_2

参考应力，σ2ref

11

shear

弹性剪切模量，G

12

tension

抗拉强度，σt

1.1.18粘塑形模型

粘塑形模型的材料参数（WIPP-CreepViscoplasticModel–MODELmechanicalpwipp）

1

act_energy

活化能，Q

2

a_wipp

常数，A

3

b_wipp

常数，B

4

bulk

弹性体积模量，K

5

d_wipp

常数，D

6

e_dot_star

临界稳定状态蠕变率，

7

gas_c

气体常数，R

8

kshear

材料参数，KΦ

9

n_wipp

指数，n

10

kdil

材料参数，qk

11

kvol

材料参数，qΦ

12

shear

弹性切变模量，G

13

temp

温度，T

14

tension

抗拉强度，σt

以下计算参数可以显示、绘图和通过fish访问

1

e_prime

累积主蠕变应变

2

e_rate

累积主蠕变应变率

3

es_plastic

累积塑性切应变

4

et_plastic

累积塑性拉应变

1.1.19碎盐变形模型

碎盐变形模型的材料参数（Crushed-SaltModel–MODELmechanicalcwipp）

1

act_energy

活化能，Q

2

a_wipp

常数，A

3

b_f

最终体积模量，Kf

4

b_wipp

常数，B

5

b0

蠕变压实系数，B0

6

b1

蠕变压实系数，B1

7

b2

蠕变压实系数，B2

8

bulk

弹性体积模量，K

9

d_f

最终密度，ρf

10

d_wipp

常数，D

11

e_dot_star

临界稳定状态蠕变率，

12

gas_c

气体常数，R

13

n_wipp

指数，n

14

rho

密度，ρ

15

s_f

最终切变模量，Gf

16

shear

弹性切变模量，G

17

temp

温度，T

以下计算参数可以显示、绘图和通过fish访问

1

frac_d

当前碎片密度，ρd

2

s_g1

蠕变压实参数，G

3

s_k1

蠕变压实参数，K

1.1.20均质流体模型

均质流体模型的材料参数

1

permeability

等方向渗透性，k

2

porosity

孔隙率，n（默认时，n=0.5）

1.1.21各向异性流体模型

各向异性流体模型的材料参数

1

fdd

k1-k2的平面倾向

2

fdip

k1-k2的平面倾角

3

frot

k1轴和倾角矢量的转角

4

h1

k1方向的渗透性

5

h2

k2方向的渗透性

6

h3

k3方向的渗透性

1.1.22均质热导模型

均质热导模型的材料参数

1

conductivity

等方向传热系数，K

2

spec_heat

比热容，Cv

1.2模型适用说明

遍布节理模型适用于Mohr-Coulomb材料来明确显示力在各个方向上的差异性。

双线性软化应变遍布节理模型综合了软化应变Mohr-Coulomb模型和遍布节理模型，这种模型包含面向矩阵和遍布节理的一个双线性断裂点集。

改进的Cam-clay模型反映了形变度和抗破坏能力对体积变化的影响。

Mohr-Coulomb模型最适用于一般工程研究，同时，Mohr-Coulomb的内聚力和摩擦角参数相对于地质工程材料的其它属性，更容易获得。

软化应变和遍布节理塑性模型实际上是Mohr-Coulomb模型的变形，这些模型如果在附加材料参数的值较高时将得出与Mohr-Coulomb模型同样的结果。

Druck-Prager模型是一个相对于Mohr-Coulomb模型的破坏标准的简化体，但是它一般不适于用来描述地质工程材料的破坏情况。

它主要是用来把FLAC3D与其它一些有Druck-Prager模型但却没有Mohr-Coulomb模型的数学软件作比较。

在摩擦力为零的时候请注意，此时Mohr-Coulomb模型退化为Tresca模型，而Druck-Prager模型退化为VonMises模型。

Druck-Prager模型和Mohr-Coulomb模型是计算起来效率最高的塑性模型，而其它的塑性模型在计算时却需要更多的内存和额外的时间。

例如，塑性应变不能在Mohr-Coulomb模型中直接计算出来（参见附录G）。

如果需要计算塑性应变，则必需要用应变软化模型。

这种模型主要是用于破坏后的情况对工程影响重大的工程活动中，如弯曲柱、开采塌落或回填研究。

Druck-Prager模型、Mohr-Coulomb模型、遍布节理模型、应变软化Mohr-Coulomb模型和双线性应变软化遍布节理模型中的拉伸破坏标准是相同的。

这一标准把拉伸力与剪切力分隔开来，并确定了一套在拉伸破坏时的相关流程准则。

对于Druck-Prager模型、Mohr-Coulomb模型和遍布节理模型，当发生拉伸破坏的时候，拉伸强度的值是一个常量。

软化拉伸可以通过应变软化Mohr-Coulomb模型和双线性应变软化遍布节理模型来模拟。

模型

代表材料

应用实例

空值模型

空

孔洞、挖掘、地层倒转

弹性模型

均匀的、各向同性的连续体；

线性应力--应变活动

人造材料（如钢）在强度限以下的负载；

安全因子的计算

支架桥面合一弹性模型

具有三个互相垂直并且弹

性均匀的平面的材料

柱状玄武岩在强度限以下的负载

横等方弹性模型

具有弹性异向性的薄的层

状物质（如板岩）

层状物质在强度限以下的负载

Drucker-Prager塑性模型

有限制的应用；摩擦力很

小的软土

用于和确定有限元程序相比较的模型

Mohr-Coulomb塑性模型

软的、水合的粒状物；

土壤、岩石、混凝土

一般的岩土力学（如，

边坡稳定性和地下挖掘）

应变硬化/应变软化

Mohr-Coulomb塑性模型

具有非线性材料硬化或

软化的粒状物

破坏后的研究（如，进犯式崩塌、

弯曲柱、开采塌落）

遍布节理塑性模型

具有力在各向异性的薄的层状物质（如板岩）

在相互邻近的地层中开挖

双线性应变硬化/应变软化遍布节理模型

具有非线性材料硬化或软化的层状物

层状物的破坏研究

改进的Cam-clay模型

形变度和剪力强度以体积变化为函数的材料

粘土的地质构造