FLAC\FLAC3D基礎與工程實例

前言
第1章 FIAC／FIAC3D的功能與特性
1．1 FIAC／FIAC3D簡介
1．2 FIAC／FIAC3D的主要特點
1．2．1 FIAC／FIAC3D的使用特征
1．2．2 FIAC／FIAC3D的計算特征
1．2．3 FIAC／FIAC3D的求解流程
1．3 FIAC／FIAC3D的應用范圍
1．4 FIAC／FIAC3D的不足

第2章 FIAC3D快速入門
2．1 初識FIAC3D
2．1．1 圖形界面
2．1．2 分析的基本組成部分
2．1．3 簡單分析命令概要
2．1．4 文件類型
2．1．5 結果輸出
2．2 簡單示例
2．3 收斂標準
2．3．1 常用收斂標準
2．3．2 自定義收斂標準
2．4 求解過程中有關變量的解釋
2．4．1 不平衡力
2．4．2 網格節(jié)點速度
2．4．3 塑性區(qū)標識
2．4．4 歷時曲線
2．5 本章 小結

第3章 FIAC快速入門
3．1 概述
3．1．1 使用界面介紹
3．1．2 網格和節(jié)點
3．1．3 修改程序內存
3．2 一個簡單的實例
3．2．1 問題描述
3．2．2 啟動FIAC
3．2．3 建立網格
3．2．4 定義材料
3．2．5 定義邊界條件
3．2．6 重力設置
3．2．7 初始應力計算
3．2．8 保存狀態(tài)文件
3．2．9 查看初始應力計算結果
3．2．10 查看最大不平衡力
3．2．I1 實施開挖
3．2．12 設置歷史變量
3．2．13 開挖計算并保存
3．2．14 后處理
3．3 文件系統(tǒng)
3．4 功能模塊介紹
3．4．1 BuiId選項卡——建立網格
3．4．2 AIter選項卡——修改網格
3．4．3 MateriaI選項卡——材料賦值
3．4．4 InSitu選項卡——初始條件和邊界條件
3．4．5 Structure選項卡——結構單元
3．4．6 IItiIity選項卡——應用功能
3．4．7 Settings選項卡——計算設置
3．4．8 PIot選項卡——后處理
3．4．9 Run選項卡——求解
3．5 應用實例——路堤堆載的模擬
3．5．1 問題描述
3．5．2 建立網格
3．5．3 材料賦值
3．5．4 邊界條件
3．5．5 初始應力計算
3．5．6 路堤堆載的模擬
3．5．7 后處理
3．6 本章 小結

第4章 計算原理與本構模型
4．1 計算基本原理
4．1．1 有限差分法
4．1．2 混合離散法
4．1．3 求解過程
4．2 本構模型
4．2．1 空模型
4．2．2 彈性模型
4．2．3 塑性模型
4．2．4 本構模型的選擇
4．2．5 本構模型的執(zhí)行方式
4．3 本章 小結

第5章 FIAC3D的網格建模方法
5．1 網格生成器及應用
5．1．1 基本形狀網格的特征
5．1．2 基本形狀網格的建立
5．1．3 基本形狀網格的連接與分離
5．1．4 FISH在網格建模中的應用
5．1．5 應用實例——層狀邊坡三維網格的生成
5．2 其他軟件的網格導入
5．2．1 FIAC3D的網格單元數(shù)據(jù)形式
5．2．2 與其他軟件的導入接口以ABAQUS為例
5．3 本章 小結

第6章 FIAC3D的后處理
6．1 概述
6．2 基本后處理功能
6．2．1 PIOT命令的格式
6．2．2 PIOT圖形的輸出
6．2．3 初始應力計算結果的后處理
6．2．4 查看施加載荷后計算結果的后處理
6．3 其他軟件的后處理——TecpIot
6．4 本章 小結

第7章 初始地應力場的生成及應用
7．1 初始地應力場生成方法
7．1．1 彈性求解法
7．1．2 更改強度參數(shù)的彈塑性求解法
7．1．3 分階段彈塑性求解法
7．2．1 個簡單的例子
7．2．1 設置初始應力的彈塑性求解
7．2．2 存在靜水壓力的初始地應力場生成
7．2．3 水下建筑物的初始應力場生成
7．2．4 深埋工程的初始應力場生成
7．3 應用實例——路基施工過程模擬
7．3．1 問題描述
7．3．2 模型建立
7．3．3 初始應力計算
7．3．4 施工過程模擬
7．3．5 繪制沉降曲線
7．4 本章小結

第8章 FISH語言
8．1 兩個問題
8．2 從最簡單的程序開始
8．3 基本知識
8．3．1 函數(shù)與變量
8．3．2 數(shù)據(jù)類型
8．4 主要語句
8．4．1 選擇語句
8．4．2 條件語句
8．4．3 循環(huán)語句
8．4．4 命令語句
8．5 內置變量與函數(shù)
8．5．1 變量與函數(shù)的類型
8．5．2 單元遍歷與節(jié)點遍歷
8．6 應用實例
8．6．1 讓土體的模量隨小主應力變化
8．6．2 分級加載的施加與監(jiān)測
8．6．3 獲得最大位移的大小及發(fā)生位置
8．6．4 得到主應力差云圖
8．7 編程與查錯技巧
8．7．1 編程技巧
8．7．2 查錯方法
8．8 本章 小結

第9章 接觸面
9．1 概述
9．2 基本理論
9．2．1 FIAC3D中接觸面的基本理論
9．2．2 FIAC中的接觸面理論
9．3 FIAC3D接觸面幾何模型的建立
9．3．1 移來移去法
9．3．2 導來導去法
9．3．3 切割模型法
9．3．4 接觸面建立所存在的問題
9．4 FIAC接觸面幾何模型的建立
9．5 接觸面參數(shù)的選取
9．5．1 接觸面參數(shù)的確定
9．5．2 接觸面參數(shù)的影響
9．6 單樁靜載荷試驗模擬
9．7 與接觸面有關的常用命令
9．8 本章 小結

第10章 結構單元及應用
10．1 概述
10．1．1 基本術語
10．1．2 幾何模型的建立
10．1．3 結構單元的連接
10．1．4 邊界條件與初始條件
10．1．5 局部坐標系與符號約定
10．2 結構單元的基本原理
10．2．1 梁(beam)單元
10．2．2 錨索(cabIe)單元
10．2．3 樁(piIe)單元
10．2．4 殼(sheII)單元
10．2．5 土工格柵(geogrid)單元
10．2．6 初襯(Iiner)單元
10．3 后處理
10．3．1 結構節(jié)點的輸出信息及歷史變量
10．3．2 結構構件的輸出信息及歷史變量
10．4 應用實例
10．4．1 使用梁單元進行開挖支護
10．4．2 關于預應力錨桿的模擬
10．4．3 結構單元的動力響應
10．5 本章 小結

第11章 非線性動力反應分析
11．1 概述
11．1．1 與等效線性方法的關系
11．1．2 FIAC3D動力計算采用的本構模型
11．2 動力時間步
11．3 動態(tài)多步
11．4 動力載荷和邊界條件
11．4．1 動力載荷的類型與施加方法
11．4．2 邊界條件的設置
11．4．3 地震載荷的輸入
11．5 力學阻尼
11．5．1 瑞利阻尼(RayIeigh damping)
11．5．2 局部阻尼(Ioca1 damping)
11．5．3 滯后阻尼(Hysteretic damping)
11．5．4 關于阻尼設置的一些討論
11．6 網格尺寸的要求
11．7 輸入載荷的校正
11．7．1 濾波
11．7．2 基線校正
11．8 動孔壓模型與土體的液化
11．9 完全非線性動力耦合分析步驟
11．10 應用實例——振動臺液化試驗模擬
11．10．1 計算模型及參數(shù)
11．10．2 計算過程
11．10．3 計算結果與分析
11．I1 本章 小結

第12章 流一固相互作用分析
12．1 概述
12．2 流固相互作用的兩種計算模式
12．2．1 無滲流模式
12．2．2 滲流模式
12．3 流體分析的參數(shù)和單位
12．3．1 滲透系數(shù)
12．3．2 密度
12．3．3 流體模量
12．3．4 孔隙率
12．3．5 飽和度
12．3．6 流體的抗拉強度
12．4 流體邊界條件
12．4．1 透水邊界與不透水邊界
12．4．2 其他滲流條件
12．4．3 關于流體邊界條件的討論
12．5 流體問題的求解
12．5．1 時標(Time scaIe)
12．5．2 完全耦合分析方法的選擇
12．5．3 固定孔壓分析(有效應力分析)
12．5．4 單滲流分析建立孔壓分布
12．5．5 無滲流——力學引起的孔壓
12．5．6 流固耦合分析
12．6 應用實例
12．6．1 心墻土壩的滲流
12．6．2 真空預壓的簡單模擬
12．7 本章 小結

第13章 自定義本構模型
13．1 自定義本構模型的實現(xiàn)
13．2 模型運行方法
13．2．1 編譯項目
13．2．2 創(chuàng)建一個新的項目
13．2．3 選擇ReIease／Debug編譯選項
13．2．4 改變輸出文件名為自定義的DII
13．2．5 在項目中添加用戶自定義的源文件和頭文件
13．3 以Mohr CouIomb模型為例
13．3．1 頭文件(usermohr．b)
13．3．2 C++源文件(usermohr．cpp)
13．4 開發(fā)實例——Duncan．Chang模型的開發(fā)
13．4．1 理論描述
13．4．2 開發(fā)流程
13．4．3 調試與驗證
13．5 本章 小結

第14章 邊坡安全系數(shù)求解
14．1 強度折減法
14．1．1 基本原理
14．1．2 實現(xiàn)過程
14．2 應用實例
14．2．1 安全系數(shù)求解
14．2．2 自編強度折減法的實現(xiàn)
14．3 強度折減法評述及使用建議
14．3．1 強度折減法評述
14．3．2 強度折減法使用建議
14．4 本章 小結

第15章 冰磧土邊坡穩(wěn)定性研究
15．1 概述
15．2 邊坡工程地質模型
15．3 冰磧土抗剪強度參數(shù)研究
15．3．1 冰磧土的組成和結構特性
15．3．2 抗剪強度參數(shù)研究思路
15．3．3 冰磧土結構的元胞自動機模擬
15．3．4 元胞自動機模型的導入
15．3．5 三軸數(shù)值模擬試驗
15．3．6 試驗結果及分析
15．3．7 抗剪強度預測模型
15．4 邊坡穩(wěn)定性分析方法研究
15．4．1 邊坡穩(wěn)定性綜合分析方法構建
15．4．2 簡化一次二階矩法(Sfosm法)
15．4．3 邊坡穩(wěn)定的FIAC3D分析
15．4．4 邊坡可靠度分析
15．5 本章 小結

第16章 阪神地震液化大變形分析
16．1 前言
16．2 液化后流動本構模型及其在FIAC3D中的開發(fā)
16．2．1 液化后流動本構模型
16．2．2 一般應力條件下飽和砂土液化的判定準則
16．2．3 開發(fā)過程
16．2．4 PIFinn模型的開發(fā)流程
16．2．5 液化狀態(tài)指示器的編寫
16．3 前處理
16．3．1 模型尺寸及計算參數(shù)
16．3．2 地震波的調整
16．3．3 網格劃分
16．4 靜力計算結果
16．5 動力計算結果
16．5．1 變形分析
16．5．2 液化區(qū)比較
16．6 本章 小結

第17章 抗液化排水樁的數(shù)值模擬
17．1 概述
17．2 前處理
17．2．1 網格建立與初始應力生成
17．2．2 樁模型及接觸面單元的生成
17．3 震前初始應力狀態(tài)的計算
17．4 動力計算
17．4．1 動力輸入
17．4．2 單元額外變量的定義
17．4．3 歷史變量的記錄
17．5 計算結果與分析
17．5．1 超孔壓比分析
17．5．2 超孔壓與豎直向有效應力分析
17．6 本章 小結

第18章 深基坑工程分析
18．1 前言
18．1．1 工程概況
18．1．2 基坑圍護方案
18．2 計算模型及參數(shù)
18．3 分析過程
18．3．1 初始應力計算
18．3．2 支護樁的施工
18．3．3 開挖計算
18．4 計算結果分析
18．5 本章 小結

第19章 裝配式防波堤的變形分析
19．1 概述
19．2 分析思路
19．2．1 Beam單元
19．2．2 PiIe單元
19．2．3 Inter．face單元
19．3 施工過程的模擬
19．3．1 計算模型及參數(shù)
19．3．2 計算步驟
19．4 波浪載荷作用下結構的變形分析
19．4．1 分析方法
19．4．2 波浪載荷的計算
19．4．3 波峰作用下的計算結果
19．4．4 波谷作用下的計算結果
19．5 計算結論與本章 小結

第20章 盾構開挖對軟粘土地層的擾動模擬
20．1 概述
20．2 問題描述
20．3 FIAC3D模擬隧道開挖中若干問題的解決
20．3．1 采用修正劍橋模型模擬軟粘土地層應力應變特性
20．3．2 流固耦合模擬隧道開挖地層變形時效性
20．3．3 殼單元模擬隧道襯砌支護
20．4 計算文件
20．5 計算結果分析
20．6 本章 小結

第2I章 常見問題及學習建議
21．1 常見問題及其解答
21．2 常見錯誤提示及其解決辦法
21．3 學習經驗和建議
附錄A FIAC3D命令一覽
附錄B FIAC3D的FISH保留字
附錄C FLAC的FISH保留字
參考文獻