材料模型及尖键字说明(model丿MODEL 尖键字■ ■ ■说明ani sotropic横向同性弹性模型cam-clay」I ■ I」修正剑桥模型r-s、f 丄TT 1 ■!doubleyieldD-Y模型drucker德鲁克普拉格模型elactic各向同性弹性模型力学模型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firm纯动力学模型burgerBurger材料粘弹性模型cpower幕律材料模型cviscBurger、蠕变组合材料模型蠕变模型cwipp岩盐变形模型power二分幕律模型pwipp粘塑性模型viscous经典粘弹性模型wipp蠕变模型流体模型fl_ani stropic各向异性流体模型fl」sotropic各向同性流体模型可参考manuaI中各个章节的comma nd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冋性弹性材料参数(Isotropic Elastic - MODEL mechanical elastic )1bulk体积模量,或松散系数K2^2横向同行弹性 1shear切边模量,G横向同行弹性模型材料参数(Transversely Isotropic Elastic - MODEL mechanical anisotropic )1dd同性平面的倾向2dip同性平面的倾角3e1同性平面的弹性模量4e3垂直冋性平面的弹性模量5g12切变模量6n u12同性平面施力时的泊松比7正交各向异性弹性模 n u13垂直冋性平面施力时的泊松比I _ 性 I" I 模 I" I 材料参乂入 \ xorthotropic ^_i^st・c i v i i lech^nic^i orthotropic )1dd轴'所定义平面的倾向2dip轴'所定义平面的倾角3e11方向弹性模量4e22 '方向弹性模量5e33 '方向弹性模量6912平行于轴'平面的切变模量7g13平行于轴'平面的切变模量8g23平行于轴2-'平面的切变模量9n u12沿2 '方向施力,「方向的泊松比10n u13沿3 '方向施力,「方向的泊松比11n u23沿3 '方向施力,2,方向的泊松比12nx轴1・'所定义平面单位法线x分量13ny轴1・'所定义平面单位法线y分量14nz轴1・'所定义平面单位法线Z分量15rot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・MODEL mechanical drucker )1bulk弹性体积模量,K2ksnear材料参数,ke3qdil材料参数,q e4qvol材料参数j q甲5 shear 弹」性切变模量,Kten sion 抗拉强度,dr摩尔■库伦模型的材料参数(Mohr・ Coulomb- MODEL mechanical mohr)1bulk弹性体积模量,K2cohesi on聚力,c3dilatio n剪胀角,屮4frictio n摩擦角,①5shear弹,性切边模量,G6ten sion抗拉强度,dr1・1・6多节理模型多节理模型的材料参数( Ubiquitous- Joint - MODEL mechanical ubiquitous )1bulk弹性体积模量,K2cohesi on聚力,c3dilatio n剪胀角,屮4frictio n摩擦角,①5jcohesi on节理聚力,Cj6jddirect ion弱面dip方向(倾向)7jdilatio n节理剪胀角,出8jdip弱面dip角度(倾角)9jfrictio n节理摩擦角,①10jnx弱面单位法线x分量11jny弱面单位法线y分量12jnz弱面单位法线z分量13jte nsion抗拉强度,d14shear弹性切边模量,G15 \ 、 _ 一 ・ *―/_1 1 1_, 1 1 tension扌抗拉强度,$$.1 .7应变硬化/软化模型应变硬化 / 软化模型的材料参数(Strai n-Harde nin g/Softe ning MODEL mecha nicalssofte ning)1bulk弹性体积模量,K2cohesi on聚力,c3ctable塑性剪切应变聚力的表号4diation剪胀角,屮5dtable塑性剪切应变剪胀角的表号6frictio n摩擦角,①7ftable塑性剪切应变摩擦角的表号8shear弹性切边模量,G9ten sion抗拉强度,$101.8双线性应变硬化傲化多节理模型ttable 塑性剪切应变抗拉强度的表号双线性应变硬化/软化多节理模型的材料参数(Bili ear Strai n-Harde nin g/Softe ning Ubiquitous- nJoint -MODEL mechanical subiquitous )1bijoi nt=0,为线性节理,默认=1,为双线性节理2bimatrix=0,线性矩阵=1,双线性矩阵3bulk弹性体积模量,K4c2table塑,性剪切应变聚力 C2的表号节理塑性剪切应变节理聚力 Cji的表号cjtable5cj2table 节理塑性剪切应变节理聚力Cj2的表号30jnx 弱面单位法线x分量3 1jny弱面单位法线y分量32jnz弱面单位法线z分量33jte nsion节理抗拉强度,6j34shear弹,性切边模量,g35tensi on抗拉强度,③36tjtable节理塑性剪切应变节理抗拉强度 otj的表号37ttable节理塑性剪切应变节理抗拉强度a的表号下列参数可以显示、绘图或者 fish访冋1es_plastic塑性切应变2et_plastic塑性拉应变3etj_plastic卩理塑,性拉应变4A、 /1 -M- TT] 1esj_plasticT)理塑性切应变1.9 D 丫 模型D-Y 模型的材料参数(Double-Yield ・ MODEL mechanical doubleyield )1bulk弹性体积模量,K2cap_pressurecap压力,pc3cohesi on聚力,c4cptable塑性体应变cap压力的表号5ctable塑性切应变聚力的表号6dilatio n剪胀角,屮7dtable塑性切应变剪胀角的表号8ev_plastic塑性体应变总量9frictio n摩擦角,①10ftable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,R12shear最大弹性切变模量,g13ten sion抗拉强度,$14ttable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访冋1es_plastic累积塑性切应变2et_plastic累积塑,性拉应变310修正剑桥模型ev_plastic累积塑14体应变修帀剑桥模型的材料参数(Modified Cam-Clay -MODEL mecha nical cam-clay )1bulk_bc und最大的弹性体积模量,K max2cv初始容积,Vc3kappa弹性膨胀线斜率,k4lamda常态固结线斜率,入5mm摩擦常数,M6mpc预固结压力,Pco7mp1预固结压力,P18mv_1指定在参考压力常态固结线的容积 VA9poiss on泊松比,V10shear弹性剪切模量,G卜列参数可以显不、绘图以及 -fish访冋1bulk体积模量,Kcam_cp 当刖平均有效应力3cam_ev累积总容积应变4camev_cp累积塑,性容积应变5cq当前平均差分应力LU纯动力学模型Pl ■ ■ ■纯动丿力学模型 的材料参数( config dynamic, model mech firm)1bulk弹性体积模量,K2cohesi on聚力,c3ctable弹性切应变聚力的表号4dilatio n剪胀角,屮5dtable塑性切应变剪胀角 Y的表号6ff_c1常量,Ci7ff_c2常量,C28ff_c3常量,C39ff_c4常量,C410ffjate nsy反向之间的最小时间步数11ff_switch=0: Martin (1995)公式=1: Byme (1991)公式12frictio n摩擦角,①13ftable塑性切应变摩擦角的表号14shear最大弹性切变模量,G15ten sion抗拉强度,$16ttable塑性拉应变抗拉强度的表号es_plastic塑性切应变2ei_piasnc塑性拉应变3ff_co unt检测切应变反向的数4ff_cvd体应变'&d仁1・12经典粘弹性模型rs_1 参考应力,dref7rs_2参考应力,v281・15蠕变模型shear弹性剪切模量,g蠕变模型材料参数(WIPP Model -MODEL mechanical wipp )1act_e nergy活化能,Q2a_wipp常数,A3b. wipp常数,B4bulk弹性体积模量,K5d_wipp常数,D6e_dot_star临界稳定状态蠕变率,7gas_c气体常数,R8n _wipp指数9shear弹性剪切模量,G10temp温度,T下列参数可以显不、绘图和通过 fish访问1e_prime累积主蠕变应变2 丄 亠__» 丄/m 入 」__1_\12 14-丁「]| e_rate累积主蠕变应变率i・i6 Burger、蠕变组合材料模型Burger、蠕变组合材料模型的材料参数( Burgers-Creep Viscoplastic Model ・ MODELmechanical cvisc )1bulk弹性体积模量,K2cohesi on聚力,c3den sity密度,P1dilatio n剪胀角j屮5frictio n摩擦角,①6kshearKelvin弹性剪切模量,gk7kviscosityKelvin 粘度,n8shear弹,性剪切模量,G9ten sion抗拉强度,dr10mviscosityMaxwell动力粘度,YJM下列计算参数可以显示、绘图和通过 fish访冋1es_plastic累积塑,性切应变2et_plastic累积塑,性拉应变1117幕律模型幕律模型的材料参数(Power-Law Viscoplastic Model -MODEL mecha ni cal cpower )1a_1常数,Ai2a_2常数,A23bulk弹性体积模量,K4cohesi on聚力,c5dilatio n剪胀角,屮6frictio n摩擦角,①7n_1指数,ni8n_2指数,n29rs_1参考应力,dref10rs_2参考应力,d11shear弹性剪切模量,G12ten sion抗拉强度,d粘塑形模型1.粘舉形模型的材料参数(WiPP-Creep Viscoplastic Model - model mechanical pwipp1act_e nergy活化能,Q2a_wipp常数’A3b_wipp常数,B4bulk弹性体积模量,K5d_wipp常数,D6e_dot_star临界稳定状态蠕变率,U7gas_c气体常数,R8kshear材料参数,K①9n _wipp指数,n10kdil材料参数,qk11kvol材料参数,q®12shear弹性切变模量,G13temp温度,T14tension抗拉强度,$以下计算参数可以显示、绘图和通过 fish访问1e _prime累积主蠕变应变2e_rate累积主蠕变应变率3es_plastic累积塑性切应变4et_plastic累积塑性拉应变碎盐变形模型的材料参数(Crushed-Salt Model - MODEL mechanical cwippact_e nergy活化能,Q3b_i最终体积模量,Kt4b_wipp常数,B5b0蠕变压实系数,Bo6b1蠕变压实系数,Bi7b2蠕变压实系数,B28bulk弹性体积模量,K9d」最终密度,p10d_wipp常数,D11e_dot_star临界稳定状态蠕变率,。
12gas_c气体常数,R13n _wipp指数14rho密度'p15s_f最终切变模量,Gt16shear弹性切变模量,G17temp温度,T以下计算参数可以显示、绘图和通过 fish访问1frac_d当刖碎片密度,p2s_gi蠕变压实参数,G3■ 亠亠 1 1—. «—I—、 、 1 1 -l-u -r-r 1 1s_k1蠕变压实参数,K1.2U均质流体模型1.均质流体模型的材料参数permeability等方向渗透性,k2porosity孔隙率,n (默认时,n=0.5)1.1・21各向异f生流体模型 各向异性流体模型的材料参数1fddk1-k2的平面倾向2fdipk1-k2的平面倾角3frotk1轴和倾角矢量的转角4hik1方向的渗透性5h2k2方向的渗透性61.22均质热导模型 1h3k3方向的渗透性均质热导模型的材料参数1con ductivity等方向传热系数,K2spec_heat比热容,61.2 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 Von Mises 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尖流程准则对于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、各向冋性的连续体;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二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、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兀程序相比较的模型Mohr-Coulomb 塑性模型软的、水合的粒状物;土壤、岩石、混凝土—般的岩土力学(如,边坡稳定性和地下挖掘)应变硬化/应变软化具有非线性材料硬化或破坏后的研究(如,进犯式崩塌、Mohr-Coulomb 塑性模型软化的粒状物弯曲柱、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/应变软具有非线性材料硬化或软化的层状层状物的破坏研究化遍布节理模型物改进的cam-ciay模型形变度和剪力强度以体积变 粘土的地质构造化为函数的材料。