FLAC3D数值模拟方法及工程应用——深入剖析FLAC3D5.0

本书系统全面地介绍了FLAC3D5．0数值分析软件的功能、操作方法及开发技术，并结合大量工程应用，既满足初学者的要求，也为有一定基础的读者深入学习FLAC3D提供TN论背景和应用实例。主要内容包括：FLAC3D数值方法介绍；FlAC3D 5．0新功能及快速入门；网格的生成；FLAC3D中内置语言——FISH语言；FLAC3D中的本构模型及二次开发；FlAC3D中的流固耦合分析；FLAC3D中的流变分析；FlAC3D动力分析；FLAC3D在边坡中的应用；FLAC3D在地铁工程中的应用；FlAC3D在基坑工程中的应用；FLAC3D在文物保护工程中的应用；FLAC3D在矿山工程中的应用。

FLAC3D是由Itasca国际集团公司(Itasca International Inc.)开发的岩土工程专业数值分析软件。程序算法的起源可以追溯到20世纪60年代，距今已经有近60年历史。FLAC3D核心开发者为离散元之父Peter Cundall博士， 目前是美国工程院院士和英国工程院院士。在世界范围内，FLAC／FLAC3D已经成为岩土工程及相关行业数值模拟的主流产品，在边坡、基坑、隧道、地下洞室、采矿、能源及核废料存储等领域得到广泛的应用。软件可以计算岩土体在各种外荷载作用下产生的变形、应力、稳定性，尤其擅长计算岩土体破坏后的大变形和峰后特性等问题。同时，在非线性动力计算、本构模型二次开发和多场耦合等方面，软件也提供了专业的解决方案。20世纪90年代，我国部分高校和科研院所开始引进该软件，目前该软件已经逐渐成为岩土工程界影响*为深远的专业软件之一。 作者曾经于2004年赴美国和加拿大Itasca咨询公司工作访问，对该软件产生了浓厚的兴趣，后来又在国内长期从事的与该软件相关的研究与教学工作，并一直与Itasca核心研发人员Peter Cundall、Roger Hart、Christine Detournay和韩彦辉等保持技术交流。目前该软件已经升级到5．o，*新版本号是5. 01. 131。本书主要以*新版的FLAC3D 5．o为介绍对象。从3.1到5．o，软件的界面已经发生了彻底的变化，各种计算功能也在增强，但目前国内还没有专门的参考书籍。在中国建筑工业出版社辛海丽博士的建议下，我们着手准备了这本参考书，目的是为岩土工程及相关专业的数值模拟爱好者提供新的参考素材。 本书力争理论联系实际，既满足初学者的要求，也可以为有一定基础的读者深入学习FLAC3D提供理论背景和应用实例，本书可以供土木、矿山、地质、水利水电、石油、交通等专业从事岩土力学数值模拟、工程设计与研究的工程师和在校师生参考使用，也可以作为相关专业的本科生和研究生教材。 全书共13章，其中l一5章为基础知识部分，6-8为专题模块，9～13章为应用实例部分。全书的编写分工如下：全书的章节安排和统稿由武汉大学王涛负责，第l章由王涛执笔；第2章由赵先宇、王涛执笔；第3章由赵先宇、徐大朋执笔；第4章由周丽娜、王涛执笔；第5章由肖雄（化工部长沙设计研究院有限公司）、赵先宇执笔；第6章由杜婷婷执笔；第？章由朱永生（Itasca（武汉）咨询有限公司）执笔；第8章由周炜波执笔；第9章由周炜波、王涛执笔；第10、11、12章由韩煊（北京市勘察设计研究院有限公司）执笔；第13章由王涛、朱远乐（长沙矿山研究院有限公司）、胡万瑞、曾俊和肖俊执笔。参加本书编写的还有武汉大学程龙、漆鹏、郑汉种和周勇（浙江中科Itasca岩石工程研发有限公司）以及北京市勘察设计研究院有限公司的侯伟、尹宏磊、罗文林和王鑫等。 作者非常感谢国家自然科学基金海外及港澳学者合作项目（编号：51428902）；国家自然科学基金面上项目（编号：51304237）；煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放课

*章FLAC3D数值方法介绍
1．1 FLAC／FLAC3D简介
1．1．1 FLAC／Fl。AC3D研发历史
1．1．2 ITASCA公司简介
1．2 FLAC／FLAC3D计算的数学力学原理
1．2．1显式有限差分方法的一般原理
1．2．2显式／动态求解方法
1．2．3空间导数的有限差分近似
1．2．4本构关系
1．2．5时问导数的有限差分近似
1．2．6阻尼力
1．2．7三维问题有限差分数值原理与方法
1．3拉格朗日快速差分方法与有限元方法的比较
1．4 FIAC与通用有限元软件的比较
第二章FLAC3D 5．0新功能及快速入门
2．1 FLAC3D 5．0新功能概述
2．1．1 FLAC3D 5．0简介
2．1．2 FLAC3D 5．0新功能
2．2 FLAC3D 5．0界面介绍
2．2．1窗格
2．2．2菜单栏
2．2．3工具栏
2．2．4标题栏
2．2．5状态栏
2．3 FLAC3D 5．0基本操作
2．3。l项目文件
2．3．2命令执行
2．3．3状态追踪
2．3．4信息查看
2．3．5数据文件
2．3．6绘图输出
……
第三章网络的生成
第四章FLAC3D中内置语言——FISH语言
第五章FLA3D中的本构模型及二次开发
第六章FLAC3D中的流固耦合分析
第七章FLAC3D中的流变分析
第八章FLAC3D动力分析
第九章FLAC3D在边坡中的应用
第十章FLAC3D在地铁工程中的应用
第十一章FLAC3D在基坑工程中的应用
第十二章FLAC3D在文物保护工程中的应用
第十三章FLAC3D在矿山工程中的应用
参考文献