数值分析学习心得体会

工程地质数值法

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某路基工程施工过程数值模拟

本文首先对flac3d软件进行了介绍，简明阐述了其特点、应用范围及不足，然后结合具体路堤工程，采用flac3d软件对施工过程进行了模拟，生成了初始竖向和水平应力云图、第一次填筑及填筑结束时的沉降云图及水平位移云图;最后生成了路基中心点和坡脚节点的沉降曲线。

关键词：flac3d：数值模拟；应力云图；沉降云图；位移云图

1、flac3d的功能与特性

自r.w.clough1965年首次将有限元引入土石坝的稳定性分析以来，数值模拟技术在岩土工程领域获得了巨大的进步，并成功解决了许多重大工程问题。特别是个人电脑的出现及其计算性能的不断提高，使得分析人员在室内进行岩土工程数值模拟成为可能，也使得数值模拟技术逐渐成为岩土工程研究和设计的主流方法之一。数值模拟技术的优势在于有效延伸和扩展了分析人员的认知范围，为分析人员洞悉岩体、土体内部的破坏机理提供了强有力的可视化手段。flac系列软件的出现，为岩土工程研究工作者提供了一款功能强大的数值模拟工具。

1.1flac3d主要特点

flac（fastlagrangiananalysisofcontinua）是由itasca公司研发推出的连续介质力学分析，是该公司旗下最知名的软件系统之一，flac目前已在全球七十多个国家得到广泛应用，在国际土木工程（尤其是岩土工程）学术界和工业界享有盛誉。

flac3d界面简洁明了，特点鲜明。其使用特征主要表现为：命令驱动模式、专一性、开放性。作为有限差分软件，相对于其他有限元软件，在算法上，flac3d有以下几个优点：采用“混合离散法”来模拟材料的塑性破坏和塑性流动，比有限元中通常采用的“离散集成法”更准确、合理；即使模拟静态系统，也采用动态运动方程进行求解，这使得flac3d模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍；采用显示差分法求解微分方程。采用flac3d进行数值模拟时，必须指定有限差分网格、本构关系和材料特性、边界和初始条件，这是flac3d求解的一般流程。

1.2flac3d的应用范围

flac3d的应用范围已拓展到土木建筑、交通、水利、地质、核废料处理、石油及环境工程等领域，成为这些专业领域进行分析和设计不可或缺的工具。其研究范围主要集中在以下几个方面：

●岩体、土体的渐进破坏和崩塌现象的研究；