FLAC

 

 

FLACFast Lagrangian Analysis Code)是一款目前岩土体工程领域内应用最为广泛、功能最为强大的连续介质力学专业分析软件之一,该产品高度体现了数学理论与岩土力学理论的有机融合,即有效地采用有限差分求解方法来处理众多有限元程序难于解决的岩土体等工程材料的强烈非线性问题,特别擅长于针对大变形、强烈非线性及系统物理不稳定系统(甚至大面积屈服/失稳或坍塌)等破坏现象的力学描述和模拟。

        FLACITASCA国际咨询集团公司开发的若干软件之一,主要用于描述连续介质系统的应力—应变关系,程序的设计初衷是解决采矿工程中出现的边坡及其巷道围岩稳定性及支护评价分析,在ITASCA所参与的岩土工程咨询项目中得以广泛检验后,系统被正式投放到国际市场实现商业化,经过三十余年的发展,FLAC软件已经在世界范围内拥有庞大的用户群,应用行业和领域也非常广泛。中国大致在上世纪90年代早期出现FLAC软件的应用报道,随着国内用户对该产品的深入认知,相关应用已经拓展到岩土工程、采矿工程、水利工程和铁道工程等领域,对岩体力学科学研究及其设计起到重要的辅助作用。

        FLAC的开发需求首先来源于公司自身从事工程科研设计工作的需要,且由岩土工程专业人员主持开发,工程实用性强、针对性突出是该软件产品的最大特色之一。其独特的技术能力和功能包括:

  • —  采用显示差分求解方法,解决传统有限元线性方程组求解时在复杂条件下计算不收敛问题。在工程应用中表现为能够方便地解决大应变和大变形问题,避免在解决大变形问题时传统有限元方法经常遇到计算不收敛后无法获得成果的局限;
  • —  能够追踪、记录、和展示破坏发展过程,清晰揭示破坏发生的时间、部位、和演化历程,避免数值计算数据应用于工程应用存在的依据不清、针对性不强的问题;
  • —  非连续力学行为模拟:土体和支护之间界面往往是工程中关心的对象,FLAC采用离散元理论元方法的界面单元(Interface)直接模拟其非连续力学行为;
  • —  专业和丰富的岩土体本构:专业技术能力强大是所有ITASCA数值计算软件的重要特点之一。FLAC几乎植入了岩土体领域内全部成熟、广泛应用的材料本构模型。模型按照计算模式区分可以分为四大类:静力模型、动力模型、蠕变模型、和地下水模型;
  • —  多种岩土体加固措施(结构单元技术):结构单元技术是FLAC软件的特色之一,具备真正意义的岩土体-结构耦合分析能力,结构单元和岩土体之间可实现协调变形和非协调变形两者模式,后者对应于现实中锚杆系统内注浆层破坏导致杆体与围岩发生错动变形或隧洞衬砌破坏与围岩体脱离等屈服现象。FLAC提供的结构单元包括如锚杆/索、桩结构、梁结构、和衬砌结构单元;
  • —  通用边界条件的快捷定义,如力边界、速度边界、加速度边界、自由域边界等;
  • —  内置程序编译器(FISH)添加用户自定义功能(如,自定义本构模型,定义新变量和新命令)