FLAC3D5.0模型及输入参数说明

1、南京大学地球科学与工程学院 熊小锋 xiongxf_2016材料模型及关键字说明（model）MODEL关键字说明力学模型anisotropic横向同性弹性模型cam-clay修正剑桥模型doubleyieldD-Y模型drucker德鲁克普拉格模型elactic各向同性弹性模型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finn纯动力学模型蠕变模型burgerBurger材料粘弹性模型cpower幂律材料模型cviscBurger、蠕变组合材料模型cwi

2、pp岩盐变形模型power二分幂律模型pwipp粘塑性模型viscous经典粘弹性模型wipp蠕变模型流体模型fl_anistropic各向异性流体模型fl_isotropic各向同性流体模型fl_null空流体模型热力模型th_anistropic均质热导模型th_null空热导模型Example:model mohr range x=1,10 y=1,10 z=1,10 （group name）prop bulk 25.0e9 shear 5.2e9 coh 0.23e6 dil 20.0 frict 38.0 tension 0.0e61.1 模型参数代码可参考manual中各个章节的c

3、ommand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同性弹性材料参数（Isotropic Elastic MODEL mechanical elastic）1bulk体积模量，或松散系数K2shear切边模量，G1.1.2 横向同行弹性模型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垂直同性平面的弹性模量5g12切变模量6nu12同性平面内施力时的泊松比7nu13垂直同性平面内施力时的泊松比

4、1.1.3 正交各向异性弹性模型正交各向异性弹性模型材料参数（Orthotropic Elastic MODEL mechanical orthotropic）1dd轴1-2所定义平面的倾向2dip轴1-2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6g12平行于轴1-2平面的切变模量7g13平行于轴1-3平面的切变模量8g23平行于轴2-3平面的切变模量9nu12沿2方向施力，1方向的泊松比10nu13沿3方向施力，1方向的泊松比11nu23沿3方向施力，2方向的泊松比12nx轴1-2所定义平面单位法线x分量13ny轴1-2所定义平面单位法线y分量14nz轴1

5、-2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，k3qdil材料参数，q4qvol材料参数，q5shear弹性切变模量，K6tension抗拉强度，t1.1.5 摩尔-库伦模型摩尔-库伦模型的材料参数（Mohr-Coulomb MODEL mechanical mohr）1bulk弹性体积模量，K2cohesion内聚力，c3dilation剪胀角，4friction内摩擦角，5shear弹性切边模量，G6te

6、nsion抗拉强度，t1.1.6 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，K2cohesion内聚力，c3dilation剪胀角，4friction内摩擦角，5jcohesion节理内聚力，cj6jddirection弱面dip方向（倾向）7jdilation节理剪胀角，j8jdip弱面dip角度（倾角）9jfriction节理摩擦角，j10jnx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13jtension抗拉强度，sj14shear弹性切边模量，G15

7、tension抗拉强度，t1.1.7 应变硬化/软化模型应变硬化/软化模型的材料参数（Strain-Hardening/Softening MODEL mechanical ssoftening）1bulk弹性体积模量，K2cohesion内聚力，c3ctable塑性剪切应变-内聚力的表号4diation剪胀角，5dtable塑性剪切应变-剪胀角的表号6friction内摩擦角，7ftable塑性剪切应变-摩擦角的表号8shear弹性切边模量，G9tension抗拉强度，s10ttable塑性剪切应变-抗拉强度的表号1.1.8 双线性应变硬化/软化多节理模型双线性应变硬化/软化多节理模型的材料

8、参数（Bilinear Strain-Hardening/Softening Ubiquitous-Joint MODEL mechanical subiquitous）1bijoint=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-内聚力c2的表号5cjtable节理塑性剪切应变-节理内聚力cj1的表号6cj2table节理塑性剪切应变-节理内聚力cj2的表号7cohesion内聚力，c18co2内聚力，c29ctable塑性剪切应变-内聚力c1的表号10d2table塑性剪切应变-剪胀角2的表号

9、11di2剪胀角，212dilation剪胀角，113djtable节理塑性剪切应变-节理剪胀角j1的表号14dj2table节理塑性剪切应变-节理剪胀角j2的表号15dtable塑性剪切应变-剪胀角1的表号16f2table塑性剪切应变-摩擦角2的表号17fjtable节理塑性剪切应变-节理摩擦角j1的表号18fj2table节理塑性剪切应变-节理摩擦角j2的表号19fr2摩擦角220friction摩擦角121ftable塑性剪切应变-摩擦角1表号22jc2节理内聚力cj123jcohesion节理内聚力cj224jddirection弱面dip方向（倾向）25jdilation节理剪胀角

10、j126jdip弱面dip角度（倾角）27jd2节理剪胀角，j128jfriction节理摩擦角，j129jf2节理摩擦角，j230jnx弱面单位法线x分量31jny弱面单位法线y分量32jnz弱面单位法线z分量33jtension节理抗拉强度，sj34shear弹性切边模量，G35tension抗拉强度，s36tjtable节理塑性剪切应变-节理抗拉强度tj的表号37ttable节理塑性剪切应变-节理抗拉强度t的表号下列参数可以显示、绘图或者fish访问1es_plastic塑性切应变2et_plastic塑性拉应变3etj_plastic节理塑性拉应变4esj_plastic节理塑性切应变

11、1.1.9 D-Y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，pc3cohesion内聚力，c4cptable塑性体应变-cap压力的表号5ctable塑性切应变-内聚力的表号6dilation剪胀角，7dtable塑性切应变-剪胀角的表号8ev_plastic塑性体应变总量9friction内摩擦角，10ftable塑性切应变-摩擦角的表号11multiplier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，G13tension

12、抗拉强度，s14ttable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访问1es_plastic累积塑性切应变2et_plastic累积塑性拉应变3ev_plastic累积塑性体应变1.1.10 修正剑桥模型修正剑桥模型的材料参数（Modified Cam-Clay MODEL mechanical cam-clay）1bulk_bcund最大的弹性体积模量，Kmax2cv初始容积，vc3kappa弹性膨胀线斜率，k4lamda常态固结线斜率，5mm摩擦常数，M6mpc预固结压力，pc07mp1预固结压力，p18mv_1指定在参考压力常态固结线的容积vA9poisson

13、泊松比，10shear弹性剪切模量，G下列参数可以显示、绘图以及fish访问1bulk体积模量，K2cam_cp当前平均有效应力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1.1.11 纯动力学模型纯动力学模型的材料参数（config dynamic, model mech finn）1bulk弹性体积模量，K2cohesion内聚力，c3ctable弹性切应变-内聚力的表号4dilation剪胀角，5dtable塑性切应变-剪胀角的表号6ff_c1常量，c17ff_c2常量，c28ff_c3常量，c39ff_c4常量，c410ff_latensy反向之

14、间的最小时间步数11ff_switch=0：Martin（1995）公式=1：Byme（1991）公式12friction内摩擦角，13ftable塑性切应变-摩擦角的表号14shear最大弹性切变模量，G15tension抗拉强度，t16ttable塑性拉应变-抗拉强度的表号下列参数可以显示、绘图和通过fish访问1es_plastic塑性切应变2et_plastic塑性拉应变3ff_count检测切应变反向的数4ff_cvd体应变，vd1.1.12 经典粘弹性模型经典粘弹性模型的材料参数（Classical Viscoelastic （Maxwell Substance） MODEL me

15、chanical viscous）1bulk弹性体积模量，K2shear弹性剪切模量，G3viscosity动力粘度，1.1.13 粘弹性模型粘弹性模型的材料参数（Burgers Model MODEL mechanical burgers）1bulk弹性体积模量，K2kshearKelvin弹性剪切模量，GK3kviscosityKelvin动力粘度，K4mkshearMaxwell切边模量，GM5mviscosityMaxwell动力粘度，M1.1.14 二分幂律模型二分幂律模型的材料参数（Power Law MODEL mechanical power）1a_1常数，A12a_2常数，A

16、23bulk弹性体积模量，K4n_1指数，n15n_2指数，n26rs_1参考应力，1ref7rs_2参考应力，2ref8shear弹性剪切模量，G1.1.15 蠕变模型蠕变模型材料参数（WIPP Model MODEL mechanical wipp）1act_energy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，ss*7gas_c气体常数，R8n_wipp指数，n9shear弹性剪切模量，G10temp温度，T下列参数可以显示、绘图和通过fish访问1e_prime累积主蠕变应变2e_ra

17、te累积主蠕变应变率1.1.16 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 MODEL mechanical cvisc）1bulk弹性体积模量，K2cohesion内聚力，c3density密度，4dilation剪胀角，5friction内摩擦角，6kshearKelvin弹性剪切模量，GK7kviscosityKelvin粘度，K8shear弹性剪切模量，G9tension抗拉强度，t10mviscosityMaxwell动力粘度，M下列计算参数可以显示、绘图和通过fish访问1es_plas

18、tic累积塑性切应变2et_plastic累积塑性拉应变1.1.17 幂律模型幂律模型的材料参数（Power-Law Viscoplastic Model MODEL mechanical cpower）1a_1常数，A12a_2常数，A23bulk弹性体积模量，K4cohesion内聚力，c5dilation剪胀角，6friction内摩擦角，7n_1指数，n18n_2指数，n29rs_1参考应力，1ref10rs_2参考应力，2ref11shear弹性剪切模量，G12tension抗拉强度，t1.1.18 粘塑形模型粘塑形模型的材料参数（WIPP-Creep Viscoplastic Mo

19、del MODEL mechanical pwipp）1act_energy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，ss*7gas_c气体常数，R8kshear材料参数，K9n_wipp指数，n10kdil材料参数，qk11kvol材料参数，q12shear弹性切变模量，G13temp温度，T14tension抗拉强度，t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

20、应变1.1.19 碎盐变形模型碎盐变形模型的材料参数（Crushed-Salt Model MODEL mechanical cwipp）1act_energy活化能，Q2a_wipp常数，A3b_f最终体积模量，Kf4b_wipp常数，B5b0蠕变压实系数，B06b1蠕变压实系数，B17b2蠕变压实系数，B28bulk弹性体积模量，K9d_f最终密度，f10d_wipp常数，D11e_dot_star临界稳定状态蠕变率，ss*12gas_c气体常数，R13n_wipp指数，n14rho密度，15s_f最终切变模量，Gf16shear弹性切变模量，G17temp温度，T以下计算参数可以显示、绘

21、图和通过fish访问1frac_d当前碎片密度，d2s_g1蠕变压实参数，G3s_k1蠕变压实参数，K1.1.20 均质流体模型均质流体模型的材料参数1permeability等方向渗透性，k2porosity孔隙率，n（默认时，n=0.5）1.1.21 各向异性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4h1k1方向的渗透性5h2k2方向的渗透性6h3k3方向的渗透性1.1.22 均质热导模型均质热导模型的材料参数1conductivity等方向传热系数，K2spec_heat比热容，Cv1.2 模型适用说明遍

22、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的内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内存和额外的时间。例如，塑性应变不能在Mohr-Co