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
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