FLAC 3D数值模拟方法及工程应用：深入剖析FLAC3D5.0 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王涛，韩煊，赵先宇，朱永生 著

图书标签:

• FLAC3D
• 数值模拟
• 岩土工程
• 工程应用
• 有限差分
• 地质力学
• 结构工程
• 软件应用
• 计算方法
• 土木工程

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112182329

版次：1

商品编码：11775495

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：477

字数：761000

正文语种：中文

内容简介

　　《FLAC 3D数值模拟方法及工程应用：深入剖析FLAC3D5.0》系统全面地介绍了FLAC 3D5．O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FLAC 3D提供了理论背景和应用实例。主要内容包括：FLAC 3D数值方法介绍；FLAC 3D5．O新功能及快速入门；网格的生成；FLAC 3D中内置语言——FISH语言；FLAC 3D中的本构模型及二次开发；FLAC 3D中的流固耦合分析；FLAC 3D中的流变分析；FLAC 3D动力分析；FLAC 3D在边坡中的应用；FLAC 3D在地铁工程中的应用；FLAC 3D在基坑工程中的应用；FLAC 3D在文物保护工程中的应用；FLAC 3D在矿山工程中的应用。

目录

第一章 FLAl3D数值方法介绍
1.1 FLAC／FLAC3D简介
1.1.1 FLAC／FI.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 时间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 FLAC与通用有限元软件的比较

第二章 FLAC3D5.O新功能及快速入门
2.1 FlAC3D5.0新功能概述
2.1.1 FLAC3D3D5.0简介
2.1.2 FLAC3D5.0新功能
2.2 FLAC3D5.0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 FLAC3D5.O基本操作
2.3.1 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
2.3.7 快捷命令
2.4 FIAC3D5.0快速入门
2.4.1 FIAc3D5.0基本概念
2.4.2 FIAC3D5.O基本命令
2.5 FLAC3D5.0实例
2.5.1 问题描述
2.5.2 模型建立
2.5.3 本构及材料
2.5.4 初始、边界条件
2.5.5 监测求解
2.5.6 结果解释
2.5.7 开挖求解
2.5.8 结构支撑

第三章 网格的生成
3.1 网格生成基本方法
3.1.1 网格生成器的概述
3.1.2 调整网格为简单形状
3.1.3 网格密化
3.1.4 用FISH语言生成网格
3.2 网格拉伸工具
3.2.1 基本和核心概念
3.2.2 创建视图中的操作
3.2.3 拉伸视图中的操作
3.2.4 补充信息
3.3 使用几何数据
3.3.1 几何数据
3.3.2 可视化
3.3.3 指定组
3.3.4 几何范围
3.3.5 加大离散化或致密化单元体
3.3.6 用FIAC3D命令实现SpaeeRanger功能一一解决模型问题
3.3.7 表面地形和分层

第四章 FLAC3D中内置语言——FISH语言
4.1 FISH语言简介
4.2 代码的编写规范
4.2.1 命名规则与代码书写
4.2.2 查错方法
……

第五章 FLAC3D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

前言/序言

《地下工程数值模拟：从理论到实践》 一、 前言：洞察岩土力学的复杂性，掌握现代工程分析工具 在现代土木工程领域，尤其是复杂的地下工程设计与施工中，对岩土体行为的精准预测至关重要。地层结构的复杂性、荷载的多样性以及环境因素的影响，使得传统的解析方法在处理实际工程问题时显得力不从心。数值模拟技术的兴起，为我们提供了一个强大的分析平台，能够模拟岩土体在各种加载条件下的变形、破坏过程，从而优化设计方案，规避潜在风险。 本书《地下工程数值模拟：从理论到实践》旨在为广大岩土工程、地下工程、矿业工程以及相关领域的工程技术人员、科研工作者和高等院校师生，提供一套系统、深入且实用的数值模拟方法论。我们不仅会介绍先进的数值模拟理念和技术，更会强调如何将这些理论知识转化为解决实际工程问题的强大工具。本书将侧重于数值模拟在地下工程领域的核心应用，从基础理论到具体操作，力求使读者在理解岩土力学复杂性的同时，掌握现代工程分析的精髓。 二、 全书结构概览：循序渐进，全面构建数值模拟能力 本书的编写遵循循序渐进的原则，力求为读者构建一个完整、清晰的数值模拟知识体系。全书共分为三个主要部分： 第一部分：数值模拟基础理论与岩土力学模型 本部分将深入探讨数值模拟在岩土工程中的基本原理，包括有限差分法、有限元法等常用方法的理论基础。 重点解析各类岩土力学本构模型，如Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prage r模型、Cam-Clay模型等，阐述它们在描述岩土体强度、变形特性方面的优势与局限。 介绍数值模拟中的边界条件、初始条件以及离散化技术，为后续的建模操作奠定坚实的理论基础。 第二部分：典型地下工程数值模拟实例分析 本部分是本书的核心内容，将通过一系列精心挑选的典型地下工程案例，详细阐述数值模拟在实际工程问题中的应用。 我们将覆盖隧道开挖、基坑支护、边坡稳定、地下水渗流、地热开发、废弃物填埋等多个关键领域。 每个案例的分析都将遵循“问题分析—模型建立—参数选取—模拟计算—结果解读—优化设计”的完整流程，力求使读者在实践中学习。 第三部分：高级应用与前沿技术展望 在掌握了基础理论和典型案例后，本部分将进一步拓展读者的视野，介绍更高级的数值模拟技术和应用。 包括耦合分析（如固结-渗流耦合、渗流-应力耦合）、动力分析（如地震作用下的边坡稳定性）、长期蠕变分析以及数值模拟与现场监测数据的结合等。 同时，还将对未来地下工程数值模拟技术的发展趋势进行展望，如大规模并行计算、机器学习在岩土参数反演中的应用等。 三、 第一部分：数值模拟基础理论与岩土力学模型详解 1. 数值模拟方法论：洞悉离散化世界的奥秘 1.1 有限差分法（FDM）基础： 介绍差分法的基本思想，如何将连续域转化为离散网格，以及差分格式的建立与求解。重点阐述其在处理边界条件和复杂几何形状时的优势与局限。 1.2 有限元法（FEM）核心： 详细讲解单元的选取、形函数、刚度矩阵的推导以及组装过程。阐述能量原理和虚功原理在有限元法中的应用，以及不同单元类型（如三角形、四边形、四面体、六面体）的选择依据。 1.3 几何建模与网格划分： 讨论二维和三维几何模型的建立方法，以及网格的类型（结构化网格、非结构化网格）、划分原则和质量评价标准。强调网格密度对计算结果精度和效率的影响。 1.4 边界条件与初始条件： 详细讲解位移边界条件、力边界条件、自由表面边界条件以及对称性边界条件的应用。阐述初始应力、初始孔隙水压力等初始条件在不同工程问题中的设置方法。 2. 岩土力学本构模型：刻画岩土体的“表情” 2.1 弹塑性力学基础： 回顾弹性、塑性、屈服准则、流动法则等基本概念。理解应力-应变关系的非线性特征。 2.2 经典本构模型： Mohr-Coulomb模型： 深入解析其屈服准则，包括内摩擦角和黏聚力的物理意义，以及拉/压破坏准则的区分。讨论其在描述砂土、黏性土强度特性的广泛应用。 Drucker-Prage r模型： 介绍其与Mohr-Coulomb模型的联系与区别，以及在连续介质力学框架下的优势。 Cam-Clay模型： 详细讲解其在描述饱和黏性土的应力-应变关系，特别是临界状态概念、超固结比（OCR）的影响，以及其在固结分析中的重要性。 2.3 其他重要本构模型： Hardening Soil模型： 介绍其能够反映应力路径依赖性、刚度随应力水平变化的特性，适合描述更复杂的土体行为。 Duncan-Chang模型（等）： 简要介绍其他一些在特定场合下具有优势的本构模型，如描述岩石的 Hoek-Brown模型等。 2.4 模型参数的选取与标定： 强调岩土参数的室内试验（三轴试验、直剪试验、固结试验等）和现场试验（静力触探、十字板剪切试验等）的重要性。介绍参数反演的基本思想，以及如何利用现场监测数据对模型参数进行优化。 四、 第二部分：典型地下工程数值模拟实例分析（精选） 本部分将以详实的图文并茂方式，系统展示数值模拟在以下各类地下工程中的具体应用，每一个案例都将包含： 工程背景描述： 简要介绍工程的地理位置、地质条件、设计要求等。 模型建立与离散化： 详细说明如何根据工程实际建立三维几何模型，以及如何进行合理的网格划分，特别关注关键区域（如开挖区域、支护结构）的网格密度。 本构模型与参数选取： 选择最适合该工程地质条件的本构模型，并详细列出所选参数的来源及合理性分析。 加载与边界条件设置： 阐述如何设置施工顺序、地下水位、外部荷载等，以及如何施加合适的边界条件。 模拟计算与结果可视化： 展示模拟计算的收敛情况，并对关键计算结果进行可视化处理，如位移云图、应力/应变云图、破坏区域分布图、孔隙水压力云图等。 结果分析与工程解读： 结合工程实际，深入分析模拟结果，评估支护结构的安全性、开挖对周边环境的影响、地下水变化规律等。 设计优化与建议： 基于模拟结果，提出设计优化方案，如调整支护结构形式、施工顺序、加固措施等。 1. 隧道工程模拟 1.1 浅埋隧道开挖引起的地面沉降分析 1.2 深埋隧道围岩变形与支护受力分析 1.3 盾构法隧道施工对邻近结构的影响评估 2. 基坑工程模拟 2.1 复杂地质条件下基坑支护结构稳定性分析 2.2 基坑开挖对周边地下管线及建筑物的影响评估 2.3 桩锚支护体系的整体稳定性分析 3. 边坡工程模拟 3.1 人工边坡（如公路、铁路边坡）的稳定性分析 3.2 提高边坡稳定性的加固措施（如锚杆、挡墙）的有效性评估 3.3 混合型边坡的滑移面识别与安全系数计算 4. 地下水与渗流模拟 4.1 抽水试验与含水层参数反演 4.2 溃坝或溃堤过程中的渗流失稳分析 4.3 地下水对地下结构（如地下仓库、隧道）的影响分析 5. 其他地下工程应用 5.1 地热井周围岩体应力与温度耦合分析 5.2 固体废弃物填埋场渗滤液迁移与稳定性分析 5.3 考虑高应变率加载的地下结构动力响应分析 五、 第三部分：高级应用与前沿技术展望 1. 耦合分析：解构多物理场交互 1.1 固结-渗流耦合分析： 详细讲解土体固结过程中孔隙水压力消散与有效应力增大的耦合机理，以及在软土地基处理、高边坡渗流稳定分析中的应用。 1.2 渗流-应力耦合分析： 阐述流体压力对岩土体有效应力的影响，如饱和多孔介质的变形、渗透性变化等，应用于大坝渗流稳定、饱和土的抗液化分析等。 1.3 热-力-渗耦合分析： 介绍地热开发、地下储存等领域中温度变化对岩土体强度、变形和渗透性的影响，以及复杂耦合问题的处理方法。 2. 动力分析：应对时变荷载 2.1 地震作用下的边坡稳定性： 引入拟静力法、动力时程分析等方法，评估地震荷载对边坡变形和破坏模式的影响。 2.2 爆炸或冲击荷载分析： 探讨瞬态高应变率荷载下的岩土体响应，如地下军事工事抗爆设计。 3. 蠕变分析：关注长期性能 3.1 岩土体长期变形预测： 介绍考虑时间效应的蠕变本构模型，如双屈服面模型、 Burgers模型等，用于分析地下结构长期沉降、边坡缓慢滑动等。 4. 现场数据与数值模拟的整合 4.1 监测数据在模型验证中的应用： 如何利用沉降监测、位移监测、应力监测等数据，对比验证数值模拟结果的准确性。 4.2 参数反演与模型更新： 介绍如何通过现场监测数据，利用优化算法反演岩土参数，并对数值模型进行实时更新，提高预测精度。 5. 前沿技术展望 5.1 大规模并行计算与高性能计算（HPC）： 探讨如何利用HPC技术处理更复杂、更大规模的工程问题。 5.2 机器学习与人工智能在岩土工程中的应用： 展望利用AI技术进行岩土参数预测、损伤识别、模型优化等。 5.3 数字孪生技术在地下工程中的应用前景。 六、 结语：赋能工程实践，驱动行业发展 本书《地下工程数值模拟：从理论到实践》致力于为读者提供一套完整、系统且具有高度实践性的数值模拟解决方案。我们希望通过对理论知识的深入剖析和对丰富工程案例的详细解读，帮助读者不仅理解数值模拟的“是什么”和“为什么”，更能掌握“如何做”，并能独立解决实际工程问题。 掌握先进的数值模拟技术，将显著提升工程设计的科学性和可靠性，有效降低工程风险，优化资源配置，并为可持续的城市发展和基础设施建设贡献力量。我们相信，本书将成为您在地下工程领域进行数值模拟研究与实践的得力助手，助您在复杂多变的岩土世界中，洞悉地下奥秘，运筹帷幄，决胜千里。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在工程实践中长期使用数值模拟软件的工程师，我深知理论与实践相结合的重要性。《FLAC 3D数值模拟方法及工程应用：深入剖析FLAC3D5.0》这本书名，让我对它寄予了厚望。 我非常期待书中能够提供一些真正具有指导意义的“工程应用”案例。我希望这些案例不仅仅是简单地罗列模型的输入输出，而是能够深入剖析作者在面对实际工程问题时，是如何思考、如何选择合适的FLAC3D分析方法，如何根据现场的勘察资料和工程要求来构建模型，以及如何对模拟结果进行科学的解释和判断。例如，在进行边坡稳定性分析时，如何考虑不同土层性质、降雨、地震等因素的影响，并给出工程建议。在处理地下结构时，如何模拟开挖卸荷、支护反力等过程。如果书中能够提供一些关于结果可视化、报告撰写方面的建议，那将对我们提交给业主的分析报告质量有很大的提升。

评分☆☆☆☆☆

最近一段时间，我一直在思考如何在实际项目中更有效地应用FLAC3D来解决一些棘手的岩土工程问题。身边的一些同事也都在讨论，希望能找到一本能够系统梳理FLAC3D建模思路和应用技巧的书籍。当我看到《FLAC 3D数值模拟方法及工程应用：深入剖析FLAC3D5.0》的标题时，内心就涌起一股强烈的期待。我特别关注书中关于“工程应用”部分的具体案例。 我想象中，书中应该会包含一些真实工程案例的分析，比如盾构法隧道施工的沉降预测、高层建筑基坑支护的设计优化、或者大型水库大坝的安全评估等等。更重要的是，我希望作者能够详细剖析这些案例的建模过程，包括模型的建立、边界条件的设定、荷载的施加、本构模型的选择，以及结果的解释和验证。如果书中能够提供一些“干货”，比如如何处理某些特殊的土体性质，如何模拟复杂的施工过程，或者如何对模拟结果进行敏感性分析，那对我来说将是极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在工程领域摸爬滚打多年的工程师，我一直对数值模拟有着浓厚的兴趣，特别是岩土工程领域。最近，我偶然翻阅到一本似乎在市面上并不算特别“闪耀”但内容却让我眼前一亮的书籍，它的书名我记忆深刻——《FLAC 3D数值模拟方法及工程应用：深入剖析FLAC3D5.0》。虽然我还没有来得及将这本书从头到尾细细研读，但仅仅是其目录和一些章节的概览，就足以让我感受到作者的功力以及这本书的价值所在。 我尤其对书中关于FLAC3D 5.0版本新增功能和优化改进的介绍部分产生了极大的好奇。众所周知，软件的迭代更新往往意味着性能的提升、bug的修复以及新算法的引入。作者是否能够清晰地阐述这些更新点，并且通过实际案例展示它们如何解决以往版本难以应对的问题？例如，在处理复杂地层变形、大型边坡稳定性分析，或者地下水渗流与应力耦合等方面，新版本是否有更高效、更准确的解决方案？我期待书中能够提供一些具体的模型建立思路、网格划分策略，以及参数选取的心得体会，而不仅仅是停留在理论的层面。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些长期从事工程设计和咨询工作的专业人士来说，能够及时掌握和应用先进的工程分析工具至关重要。FLAC3D作为一款功能强大的三维数值模拟软件，在岩土工程领域有着广泛的应用前景。这本书的出现，似乎正是在填补我们在FLAC3D应用深度上的某些空白。 我对于书中能够深入剖析“数值模拟方法”的部分特别感兴趣。这不仅仅是关于软件操作层面的介绍，我更希望能够理解其背后的数值离散方法、求解算法，以及这些方法在处理岩土力学问题时各自的优缺点。例如，在非线性问题的求解上，作者是否会讲解一些关于收敛性、稳定性以及误差控制的技巧？在处理大变形、断裂等复杂问题时，书中是否会介绍一些特定的数值策略？如果书中能够提供一些关于如何选择合适的本构模型，以及如何根据土体力学原理来赋予模型参数的深入探讨，那将极大地提升这本书的理论价值。

评分☆☆☆☆☆

在学习和应用FLAC3D的过程中，我常常感到对软件的某些高级功能和复杂的建模场景理解不够透彻。《FLAC 3D数值模拟方法及工程应用：深入剖析FLAC3D5.0》这个书名，本身就透露出一种深入探索的意图，这让我对其内容充满了期待。 我尤其希望这本书能够提供一些关于如何进行更精细化、更具挑战性模拟的指导。比如，在处理动荷载作用下的动力响应，或者在进行长期蠕变分析时，如何构建准确的模型，选取合适的参数，以及如何解读和验证结果。我也关注书中是否会涉及一些特殊工程地质条件的模拟，例如软土、膨胀土、或者具有复杂地下水流的区域。如果作者能够通过图文并茂的方式，展示一些实用的建模技巧和经验分享，哪怕是一些“小窍门”，也能够帮助我们这些用户在实际工作中事半功倍，减少不必要的试错。

评分☆☆☆☆☆

要是配有光盘就好了。

评分☆☆☆☆☆

很不错，赞赞的

评分☆☆☆☆☆

就是纸质不好，不过也是目前唯一一本5.0的书了

评分☆☆☆☆☆

不知道怎么样，希望好用吧，嗯嗯，就这样，就这样吧。哈哈哈

评分☆☆☆☆☆

很不错，正品！

评分☆☆☆☆☆

书买回来没有包装，封面还有破损，很糟糕的一次。

评分☆☆☆☆☆

学习好帮手，天天看很有用

评分☆☆☆☆☆

第一次给差评，书封面很脏，像是二手书，胶订的地方都黑了，封皮都翘起来了，很不满意

评分☆☆☆☆☆

只有这一个版本很无奈……