FLAC前处理程序开发及其工程应用研究

摘要

目前FLAC3D对于复杂的地质模型以及模拟复杂的施工过程十分困难，三维建模需要计算时间长、难度大的缺点，而FLAC3D目前还是一种基于DOS命令行的黑箱形式的建模方式，建立计算模型时仍然采用键入数据/命令行文件输入方式。本文从研究FLAC3D数值模拟软件的建模特点入手，详细研究了基本显示差分计算（时间-进程）和隐式静态差分计算对于不同力学模型构成的优缺点，并对于在采矿工程的应用较多的三种弹塑性本构模型（Mohr-coulomb模型、Drucker-Prager模型、Ubiquitous-joint模型），分析其模型特点和各自适用范围。在研究FLAC3D的模型构成特点基础上，分析微型单元模型的计算方法，建立微单元模型和组合单元模型，并针对在采矿工程的应用建立开挖模块和填筑模块。在此基础之上采用可视化编程软件JAVA开发和实现了“FLAC3D前处理程序”，并在最后使用“FLAC3D前处理程序”对两个工程实例进行了快速建模实验，经过验证，该软件基本能达到设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 课题来源

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标及主要内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 主要研究内容

1.4 本章小结

2 FLAC3D进行数值仿真的理论基础和基本过程

2.1 FLAC的基本理论

2.1.1 有限差分法

2.1.2 基本力学方程

2.1.3 三维有限差分方程

2.1.4 显式有限差分算法

2.2 FLAC3D进行地下洞室群施工仿真分析影响因素

2.3 FLAC3D中的岩土模型本构关系

2.3.1 弹性本构模型

2.4 FLAC3D软件特性

2.4.1 一般特性

2.4.2 可选特性

2.4.3 耦合作用模拟

2.4.4 应用领域

2.5 岩土和采矿工程问题的数值模拟步骤

2.6 本章小结

3 FLAC前处理程序开发

3.1 前言

3.2 FLAC3D模型构成及特点的研究

3.3 前处理程序开发的基本思路

3.3.1 单元模型的建立

3.2.2 单元模型计算方法

3.3.3 单元数据模式和微单元模型的建立

3.4 各种模块的开发

3.4.1 开挖模块

3.4.2 填筑模块

3.4 数据准备与程序执行过程

3.5 本章小结

4 前处理程序系统实现

4.1 开发软件简介

4.1.1 Java简介

4.1.2 Java的特性

4.1.3 Java的发展

4.1.3 Java程序的编译

4.1.4 Java程序的运行过程

4.1.5 Java类文件及其格式

4.2 系统开发平台及环境配置

4.2.1 系统开发平台

4.2.2 开发平台界面展示

4.2.3 开发环境配置

4.3 系统功能实现

4.3 系统主要界面

4.4 本章小结

5 工程应用实例模拟

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果