FLAC3D建模(复杂边坡)问题

基于FLAC3D的边坡稳定分析研究及治理措施作者：李金来源：《中国科技博览》2014年第31期[摘要]边坡的稳定性对于露天矿的生产有着至关重要的作用，是保证露天矿安全生产的先决条件，如果边坡失稳，发生滑坡或崩塌现象，将造成重大经济损失，不仅对职工生命存在威胁，同时也威胁现场作业设备、设施的安全。

本文根据水泉矿地质条件特征，采用FLAC3D 软件，分析南帮边坡稳定性，为该矿安全生产提供指导意见。

[关键词]FLAC3D；边坡稳定；数值模拟；治理措施中图分类号：TD 804 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）31-0239-03一、引言随着我国经济的不断发展，采矿技术的不断提高，越来越多的煤矿采用露天开采，为经济发展和整体安全提供了一定的保障，同时也带来了相关问题，尤其是边坡的稳定性，如果不重视，很容易造成各种灾难。

露天矿开采过程中，形成各种工作帮与非工作帮，剥离物剥出后，由剥离区域运至规划的排土场区域，形成排土场边坡，为了节省生产成本，降低消耗，排土场规划大多与工作面距离较近，如果发生滑坡，很可能埋压正在现场作业的设备与人员，导致事故的发生。

因此，越来越多的学者研究边坡稳定的问题，提出了很多实用的方法，目前对边坡进行监测分析普遍采用FLAC3D软件。

FLAC3D能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析，采用显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术，能够非常准确地模拟材料的塑性破坏和流动，是解决工程问题最有效的软件之一。

二、地质、水文及岩性特征（一）地形、地貌本区位于阴山山脉之大青山西段，受造山运动的影响，呈中高山区地貌。

最高点为露天区外南部天林背，海拔2331m，最低点为露天区外北部大东沟、大西沟一带，海拔为1500m左右，相对高差831m。

露天区外南为古老地层，山势峻峭；北部为石炭系、二叠系、三叠系地层，受风化侵蚀，属中低山区。

露天区内总的地貌为南高北低，最高点位于勘探区东南部边界，标高为1912m，最低点位于后黑土坝村北部沟中北边界线，标高为1520m，高差392m。

利用FLAC3D分析某边坡地震稳定性一、本文概述随着全球气候变化和人为活动的加剧，地震等自然灾害对人类社会和自然环境的影响日益显著。

边坡作为地壳表面的一种常见地貌形态，其稳定性对于防止地质灾害、保护人民生命财产安全具有重要意义。

FLAC3D作为一款广泛应用于岩土工程领域的数值模拟软件，其强大的三维有限差分计算能力使得它成为分析边坡地震稳定性的重要工具。

本文旨在利用FLAC3D软件，针对某一具体边坡进行地震稳定性分析，探讨其在不同地震动作用下的响应特征，以期为边坡工程的设计、施工和维护提供理论支持和决策依据。

本文首先将对FLAC3D软件的基本原理和计算方法进行简要介绍，阐述其在边坡稳定性分析中的适用性。

接着，结合某一具体边坡的实际情况，建立相应的数值模型，并设定不同等级的地震动作为输入条件。

通过数值模拟，分析边坡在地震作用下的变形、应力分布以及破坏模式，探究边坡的稳定性变化规律。

本文还将讨论不同影响因素，如边坡几何形态、材料性质、地震动强度等对边坡稳定性的影响，以期全面评估边坡的地震稳定性。

通过本文的研究，旨在深入了解FLAC3D在边坡地震稳定性分析中的应用，为边坡工程的安全设计和有效管理提供科学依据。

也为类似工程问题的研究提供参考和借鉴。

二、FLAC3D软件介绍FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）是一款由Itasca公司开发的专门用于模拟岩土工程问题的三维显式有限差分程序。

该程序基于拉格朗日描述，能够模拟岩土体在复杂应力路径下的变形和流动行为。

由于其强大的计算能力和灵活的建模方式，FLAC3D在岩土工程领域得到了广泛的应用。

FLAC3D的核心优势在于其能够模拟岩土体的弹塑性行为、大变形、流动和破坏过程。

程序内置了多种本构模型，如Mohr-Coulomb 模型、Drucker-Prager模型等，这些模型能够准确描述岩土体的应力-应变关系。

f l a c3d常见问题总结(总16页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除flac3d学习有一段时间，过一段时间没学究忘了很多，所以学习最好不要放下来。

对自己总结，也是学习的一种。

flac3d命令很多，用到的不多，就那么几个，基础的就不多说了进入正题：个人认为如果学习flac3d最好把flac的命令进行总结一下。

做模型就好比拼盘：要地应力，就把地应力的那段命令摘入，要出图，加入plot的相关命令，要出动画，加个动画命令，所以总结好命令后，以后做模型，只要把命令组一条条的对应放入，一个程序就出来了，后期调试一下，改相关参数就可以了。

接下来，我把自己弄好的整理一下，按照我上面的思路进行建模什么人建模都会有自己的喜好，下面说一下我自己建模第一步就是建立一个全新的txt文件（不论命令大小都是如此），这样的好处是，模型可以修改方便快捷。

而且还可以自我查错建立新的txt后，第一行命令就是new，加new的目的是为了防止其他命令的影响（相当于刷新）再执行其他命令前刷新一下。

不用想，接下来就是建模了，建立模型，不同人有不同的方法，有的人喜欢建完后在对模型开挖最终得到自己想要的模型。

model null 等；有的人喜欢用各种带缺角的组合成最终的模型。

具体建模看各自的喜好，我觉得，不同点是建模的网格划分有区别，用带缺角的组合模型网格划分更好最好把常用的集中模型记下来组成各种句子，以后用的时候直接插入例如：gen zone brick/radbrick size *,*,*,* ratio *,*,*,*建模的过程中，或同一个文件中有重复应用的命令，就可以用宏命令了，宏命令macro 名称‘命令的内容’例：macro shiping ’ plot con zdip outline on’用shiping 代替后面的引号里的东西。

在建模中只要有相同的都可以用shiping代替，缩减了书写命令的时间，整体上也能让人看的更明白注意点是，你命名的符号最好跟falc自带的命令不要重复，我的处理方法是，名称后带数字如shiping1如果你想修改宏对象，改变命令的内容，在名称上加单引号就是替换的意思例macro ’shiping1‘ ‘新的命令’这些很多课本里都有讲，不在叙述很多时候我们要对单一的对象进行操作，例如进行模拟运算后，只想单独的显示一部分的内容，单一的土层，锚杆，等就要用到groupgroup给对象命名，例：在gen zone brick ------ size ---- group name（name随便取，不要跟flac的已有的命令重合就行）这里的意思就是对这个体进行了命名接下来想把这一块模型挖掉加model null range group namegroup的用法：1。

基于FLAC3D模拟的复杂边坡稳定性分析
李延泽;陈鹏飞;高长志
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】采用FLAC3D的模拟技术,经过查阅资料得到边坡岩体的物理力学指标,进而对复杂边坡的稳定性进行模拟分析.先后通过对模型的最大不平衡力收敛曲线,模型的水平、铅直和剪切3个方向的应力和位移分析,得到了该边坡内部应力的平衡状态以及边坡的滑坡模式和机理.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】李延泽;陈鹏飞;高长志
【作者单位】中煤平朔集团安家岭露天矿,山西朔州036000;中煤平朔集团安家岭露天矿,山西朔州036000;抚顺矿业集团有限责任公司项目部,辽宁抚顺113008【正文语种】中文
【中图分类】TD824.7
【相关文献】
1.基于FLAC3D模拟的路基边坡稳定性分析 [J], 田建文;王瑞
2.基于FLAC3D的不同风化层厚度区边坡稳定性分析 [J], 刘振宇;吴福;李志宇;邓洪星
3.基于FLAC3D的饱和软土边坡稳定性分析 [J], 樊康佳
4.基于FLAC3D的土质边坡稳定性分析 [J], 付雪;石磊;林建国;缪云腾
5.基于FLAC3D的不同植被护坡方案的边坡稳定性分析 [J], 曾增杰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

FLAC3D建模分析FLAC3D是由美国Itasca公司开发的三维有限差分分析软件，广泛应用于地质力学、岩土工程和岩石力学领域。

它可以用于模拟和分析地下工程中的各种力学问题，如地下开挖、边坡稳定性、岩体围岩交互作用等。

本文将从FLAC3D的建模流程、材料模型、边界条件等方面介绍FLAC3D的建模分析方法。

首先，FLAC3D的建模过程通常包括数据准备、网格划分、材料属性定义、边界条件设置和模型求解等步骤。

在进行建模前，需要对工程对象进行充分的调查和数据收集，例如通过地质勘探和实地观察获取地质参数，如岩性、均质性、结构面等信息。

然后，将采集的数据进行整理和处理，以便能够在FLAC3D中进行建模分析。

其次，FLAC3D的网格划分是建模的关键步骤之一、合理的网格划分对建模结果的准确性和可靠性至关重要。

FLAC3D提供了不同的网格生成方法，如三角剖分、四面体剖分等，可以根据具体问题选择合适的方法。

在进行网格划分时，需要注意对复杂几何体的处理，如采用锥形、楔形等特殊的网格单元来刻画几何体的形状和结构。

然后，FLAC3D中的材料模型是进行模拟分析的核心。

FLAC3D提供了多种材料模型，如弹性模型、弹塑性模型、损伤模型等，可以根据工程对象的特点选择相应的材料模型。

在设定材料模型时，需要确定材料的力学性质参数，如弹性模量、泊松比、黏滞参数等。

此外，还需要考虑材料的非线性行为，如材料的破坏以及损伤扩展等。

接下来，FLAC3D的建模分析还需要设置边界条件。

边界条件是模拟分析中模型的外部约束条件，能够模拟实际工程中存在的边界效应。

FLAC3D提供了多种边界条件设置方法，如约束边界条件、自由边界条件、外加载荷等。

在设置边界条件时，需要根据实际工程情况对边界的约束、内外力的作用以及位移和应力的变化等进行合理的设定。

最后，FLAC3D的模型求解是进行建模分析的最后一步。

在进行模型求解时，首先需要对模型进行网格适应和网格收敛性检验，以确保模型的可靠性和准确性。

FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型分析结合FLAC3D软件的优点，以某公路工程的边坡为例，对FLAC3D软件在建立边坡三维数值模型中的应用进行了分析和探讨。

标签：FLAC3D软件边坡三维数值模型0前言对于公路工程而言，边坡的稳定性直接影响着工程施工的顺利进行，影响着整个工程的施工质量，在工程中的作用是十分巨大的。

影响边坡稳定性的因素是多种多样的，运用FLAC3D软件，结合相应的岩土勘察参数，可以建立边坡的三维数值模型，从而方便对边坡的应力场分布规律以及最大不平衡力的收敛情况进行分析，以实现对边坡的加固。

1 FLAC3D软件概述FLAC3D是二维的有限差分程序FLAC2D的护展，能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析。

FLAC3D采用了显式拉格朗日算法以及混合离散分区技术，可以非常准确地对材料的塑性破坏和流动进行模拟。

由于不需要形成刚度矩阵，可以在较小的内存空间中，求解大氛围的三维问题。

FLAC3D的优点包括以下几个方面：（1）混合离散法的应用，相比于有限元法中常用的离散集成法更加准确，更加合理；（2）采用动态运动方程实现对于静态系统的模拟，在模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍；（3）采用了“显式解”方案。

因此，显式解方案对非线性的应力-应变关系的求解所花费的时间，几乎与线性本构关系相同，而隐式求解方案将会花费较长的时间求解非线性问题。

而且，它没有必要存储刚度矩阵，这就意味着；采用中等容量的内存可以求解多单元结构；模拟大变形问题并不比小变形问题多消耗更多的计算时间，因为没有任何刚度矩阵要被修改。

2 FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型2.1工程概况某城乡高速通道全长21km，从山林地区穿行，与该地区的一条河流并行，公路整体边坡呈岩质，部分路段为土质边坡。

受公路自身承载力等因素的影响，边坡工程出现了风化、滑坡等病害，严重影响了公路的行车安全，需要引起相关人员的重视和研究。

邮局订阅号：82-946360元/年技术创新软件时空《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注基于CAD 与ANSYS 的FLAC 3D 边坡模拟分析The simulation analysis of slope by FLAC 3D based on CAD and ANSYS(辽宁工程技术大学)田树昆曹兰柱TIAN Shu-kun CAO Lan-zhu摘要:FLAC 3D 自带的FISH 语言虽然可以完成复杂模型的建立,但是需要耗费大量时间,同时采用FISH 语言生成复杂模型比较困难,因此提出了一种快速建模方法,即以AutoCAD 与ANSYS 为基础建立FLAC 3D 模型。

采用AutoCAD 及VBA 二次开发程序进行基础数据预处理,在ANSYS 中完成复杂模型建立、材料属性定义、网格划分,并通过ANSYS_TO_FLAC 3D 接口程序,实现FLAC 3D 复杂模型的快速建立。

通过露天矿边坡三维模型的建立与数值模拟分析,验证了该方法的快速性、有效性及可行性。

该方法是综合应用不同程序的优点解决复杂工程地质问题的典型范例。

关键词:数值分析;接口程序;模型转换中图分类号:TP391.9文献标识码:BAbstract:Although it can complete complex model by FISH which in FLAC 3D ,but need to spend a lot of time.At the same time gen -erate complex models using FISH difficult.Therefore,a rapid modeling method proposed.That is to establish model of FLAC 3D based on AutoCAD and ANSYS.The procedures which secondary development using AutoCAD and VBA be used to basic data pre-process -ing.The model established completed in ANSYS and distributes material property,meshing,thereby achieving the purpose of building the complicated model in FLAC 3D by using the interface program of ANSYS_TO_FLAC 3D .Then three -dimensional models of surface mining established and numerical simulation analysis and the case study shows that the fastness,effectiveness and feasibility,can be realized.The procedure gives an example to build complicated engineering geological model with the advantages of different programs.Key words:numerical analysis;interface program;model transformation文章编号:1008-0570(2010)11-3-0259-021引言FLAC 3D 是由美国Itasca 公司开发的有限差分软件,可以进行岩土和其他材料的三维结构受力分析,通过调整三维网格中的多面体单元来拟合实际结构,单元材料可采用线性或非线性本构模型。

浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用浅析FLAC3D软件在边坡稳定性分析中的应用摘要：随着科技的进步以及岩土工程的高速发展,分析边坡稳定性的软件或工具也在日益完善,尤其是FLAC3D软件。

本文主要介绍了FLAC3D软件的基本原理、使用步骤等,并举例进一步分析了该软件在实际运用中的方法,从而得知FLAC3D软件在分析边坡的稳定性模拟方面具有很大的优势。

关键词：FLAC3D软件边坡有限元稳定性1、基本概述这些年来由于边坡的稳定性问题而引发的地质灾害,给人类社会带来了极大的痛苦,为避免地质灾害的再次发生,边坡的稳定性研究已经成为地质单位共同关注的对象。

边坡的稳定性受诸多参数的影响,主要有路基中的结构面、夹层、夹层中填充物料等。

目前来看,边坡的稳定性分析方法有很多种,较为方便快捷的是极限平衡分析方法及有限元分析方法,前者方便快捷,后者在解决小变形这一块有较大的优越性,但是这两种分析方法均存在一定的局限性,并不能解决某些大变形方面,而采用FLAC3D软件分析边坡的稳定性可以很好的完成其它方法不能解决的问题。

2、FLAC3D软件2.1 基本原理FLAC3D是Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions的缩写,该软件是由美国Itasca Consulting Group Inc.与明尼苏达大学联合创发的,该软件的基本原理即为拉格朗日有限差分法。

拉格朗日有限差分法结合了力学—数学的具体模型,经过实际考察与分析,便得到边坡稳定性变化的规律。

FLAC3D软件在模拟施工过程以及分析材料的弹塑性、大变形等领域占有很大的优势。

它能够很好的模拟六种不同本构关系的材料的三维力学现象,能够准确的模拟地应力场的变化、边坡或地下工程的施工、混凝土铺设、锚杆定位等。

2.2 与其它有限元法相比FLAC3D软件具有的优势FLAC3D软件与其它有限元相比最大的优势主要在于它能够更方便、准确的解决大变形的问题,以前在遇到大变形问题时通常会用有限元来解决,但这种解决方法相对来说较为繁杂。

基于FLAC3D数值模拟求解边坡安全系数作者：刘丰来源：《山东工业技术》2014年第23期摘要：本文结合鹤大高速公路某段路堑边坡，利用FLAC3D软件模拟模拟岩土边坡，求解该边坡的安全系数，并将分析结果与简化毕肖普条分法分析结果进行比较验证，结果发现利用数值模拟分析可以有效的解决工程复杂等因素的影响，具有很好的适用性。

关键词：强度折减法；边坡安全系数；FLAC3D0 引言在公路的设计与建设工程中，岩土边坡的稳定性历来是岩土工程领域的一个热点研究课题，也是公路施工以及维护考虑的重点，公路边坡主要的荷载来源是其自身的重力以及公路的上部的各种荷载，人们通常采用安全系数来评价其稳定性状态。

安全系数是以极限平衡法为基础的一种评价指标，由于其原理简单、物理意义明确，而成为边坡稳定性分析中的重要、关键指标。

1 强度折减法强度折减法是在边坡刚好达到临界破坏状态的时候，对岩土体的抗剪强度进行折减并达到一定的程度[1]。

边坡的安全系数通常的定义是研究的岩土体实际抗剪强度与临界破坏时的折减后剪切强度的比值[3]。

强度折减法主要是通过公式（1）和（2）来调整岩土体的c和。

在数值模拟分析过程中，通过不断的增加折减系数，并进行反复的计算，知道其达到了临界的破坏，这时的折减系数就是安全系数Fs。

其中：为折减后的内聚力、为折减后的内摩擦角、为折减的系数。

2 数值模拟分析2.1 工程简介本文实例分析采用的是鹤大高速公路某段，线位带自东北向西南展布于长白山山脉南部山区腹地，地势总体东北高西南低。

研究区设计带属于湿带大陆性气候，四季分明，气温变幅较大，降水量随季节变化明显。

沿线地层构造属华北地层分区之辽东分区，地层以前震旦纪的混合岩、侵入岩和变质岩为主，山间河谷及其两侧上覆第四纪松散土体。

主要为上更新冲积层，上部岩性具有二元结构，上部为棕黄色、褐色亚砂土、亚粘土，下部为黄褐色、灰白色砂砾石、砾卵石和漂石层。

2.2 模拟网格模型模拟的边坡坡高为8m，基底土体厚度为3m，边坡 H/B = 1/1，坡角距离左边界2m，坡顶距离至右边界取10m。