香港二樓書店 > FLAC2D理論與實務

目錄

序 � I

本書的使用 � II

第一章概述 � 1

1.1 FLAC2D 9.0版與FLAC 8.1版的差異與互通 � 2

1.2 本書的獨特表現方式 � 10

1.3 軟體使用說明(手冊) � 11

1.3.1 本書與軟體使用手冊(Documentation) � 12

1.4 新手上路 — 以Project檔掌控整個分析 � 13

1.4.1 起始(Startup)對話框 � 13

1.4.2 設置一個新的Project資料夾及Project檔 � 14

1.4.3 儲存及關閉Project � 17

1.4.4 再次開啟project檔 � 18

第二章視窗環境 � 21

2.1 FLAC2D的視窗及環境設定 � 21

2.1.1 視窗第I區 � 21

2.1.2 視窗第II區 — 工作區.. 33

2.1.3 視窗第III區 � 37

2.1.4 視窗第IV區 � 39

第三章建模與分析流程 � 43

3.1 簡單好用的圖形介面 � 43

3.1.1 草圖繪製工具 � 44

3.1.2 建模與分析流程範例1 — 單一土層邊坡的建模 � 45

3.2 FLAC的分析流程 � 57

3.2.1 建模與分析流程範例2 — 二層土壤邊坡開挖穩定分析 � 61

3.2.2 建模與分析流程範例3 — 具不規則土層的邊坡穩定分析 � 83

3.3 利用繪圖精靈(Wizard)繪製草圖 � 99

3.3.1 利用邊坡精靈繪製草圖 � 99

3.3.2 利用隧道精靈繪製草圖 � 103

3.4 使用指令驅動方式建模 � 112

3.4.1 使用原型模板建模 � 112

3.4.2 鏡射複製 � 116

3.5 匯入DXF檔建模 � 117

3.6 格區及格點資訊查詢 � 120

3.6.1 查詢格區資訊 — Query工具 � 120

3.6.2 查詢格點的資訊 � 121

3.6.3 格區資訊的輸出 (List Information) � 122

第四章 FLAC的理論與分析基礎 � 125

4.1 分析模型的專用詞彙 � 125

4.2 基礎工程力學 � 126

4.2.1 運動方程式 (Equation of Motion) � 127

4.2.2 應力-應變關係 — 組成律 � 128

4.2.3 平面應變、平面應力與軸對稱分析 � 128

4.3 基礎土壤力學 � 129

4.3.1 土壤三相與飽和度 � 129

4.3.2 體積模數與剪力模數 � 129

4.3.3 水的相關性質參數 � 129

4.3.4 總應力與有效應力 � 130

4.3.5 靜止土壓力係數 (K?) � 130

4.3.6 土壤剪力強度參數 � 132

4.4 FLAC2D的運算機制 � 133

4.4.1 FLAC2D的運算原理 � 134

4.4.2 時階 (Timestep) 的決定 � 134

4.4.3 FLAC2D 的運算循環 � 135

4.5 邊界條件與初始條件 � 140

4.6 範圍與群組 (Range and Group) � 141

4.7 材料的性質 � 142

4.7.1 固有的變形性質 (Intrinsic Deformability Properties) � 142

4.7.2 固有的強度性質 (Intrinsic Strength Properties) � 144

4.7.3 後破壞特性 (Post-Failure Properties) � 146

4.8 收斂準則及設定 � 149

4.9 安全係數 � 153

4.9.1 強度折減法 � 153

4.9.2 極限分析法 (Limit Analysis) � 154

4.9.3 極限平衡法 (Limit equilibrium) � 155

4.9.4 FLAC如何進行安全係數的計算 � 155

4.9.5 計算安全係數應注意事項 � 158

4.9.6 指令model factor-of-safety的常用關鍵字 � 159

4.9.7 安全係數分析結果的表現方式 � 160

4.10 機械阻尼 (Mechanical Damping) � 161

4.11 改善運跑的提示與建議 � 163

第五章組成律與界面元素 � 165

5.1 土壤彈塑性力學概要 � 166

5.1.1 土壤彈塑性組成律的五大要素 � 167

5.1.2 應力空間與應力點(Stress Points) � 170

5.1.3 應力與應變參數之間的關係 � 171

5.2 FLAC 內建的組成律模式 � 173

5.2.1 FLAC 的塑性組成律概述 � 175

5.2.2 選擇組成律模式 � 176

5.3 增量公式的制定(Incremental Formulation).. 179

5.3.1 塑性流理論之增量方程式 � 179

5.3.2 增量方程式之實施 (Implementation) � 182

5.4 等向彈性組成律 (Isotropic Elastic Model) � 182

5.5 莫爾-庫倫組成律模式 (Mohr-Coulomb Model) � 183

5.5.1 模式制定 (Formulations) � 183

5.5.2 莫爾-庫倫模式之實施步驟 (Implementation Procedures) � 190

5.5.3 莫爾-庫倫模式屬性 � 190

5.6 塑性硬化模式 (Plastic-Hardening Model).. 191

5.6.1 PH 模式的雙曲線公式.. 191

5.6.2 PH 模式制定 (Formulation) � 192

5.6.3 PH 模式之屬性參數 � 198

5.6.4 由三軸及壓密試驗校準PH 模式之屬性參數 � 201

5.6.5 塑性硬化小應變勁度選項 � 206

5.6.6 四種不同模式的比較 � 208

5.7 修正劍橋模式 Modified Cam-Clay Model.. 209

5.7.1 等向壓密 (Isotropic Consolidation) � 210

5.7.2 臨界狀態架構 (Critical State Framework) � 211

5.7.3 FLAC 修正劍橋模式 � 215

5.7.4 MCC 模式輸入參數之取得 � 217

5.8 遍在節理模式 (Ubiquitous-Joint Model) � 219

5.8.1 材料屬性 — 以文字編輯器輸入 � 219

5.8.2 材料屬性 — 以圖形介面輸入 � 220

5.8.3 遍在節理模式輸入範例 — 砂頁岩互層邊坡 � 221

5.9 界面元素 (Interface Elements) � 224

5.9.1 界面的組成 � 224

5.9.2 彈性界面 � 225

5.9.3 非彈性界面邏輯 � 226

5.9.4 界面元素的創建 � 231

5.9.5 界面的指令語法 � 231

5.9.6 界面元素材料屬性的賦值 � 232

第六章指令 � 237

6.1 變數的型別 (Variable Types) � 238

6.2 常用的指令與關鍵字 � 239

6.2.1 FLAC的常用關鍵字 � 240

6.2.2 指令mode 的常用關鍵字 � 241

6.2.3 指令program的常用關鍵字 � 241

6.2.4 指令zone的常用關鍵字 � 242

6.2.5 指令zone gridpoint的常用關鍵字 � 244

6.2.6 指令zone face的常用關鍵字 � 244

6.2.7 Table的語法及常用關鍵字 � 245

6.2.8 Sketch(繪製草圖)的常用指令及關鍵字 � 246

6.3 看懂錯誤訊息及除錯方法 � 248

第七章 FISH由淺入深 � 253

7.1 FISH概述 � 253

7.1.1 本章中英詞彙對照 � 253

7.1.2 Fish的基本概念 � 254

7.2 FISH的規則及操作 � 262

7.2.1 FISH程式行(Lines)的基本規則 � 262

7.2.2 Fish的資料型別 (Data Types) � 264

7.2.3 函式的架構、評估與調用機制 � 293

7.2.4 FISH運算子 (Operators) � 296

7.2.5 全域符號與局部符號 � 299

7.2.6 執行Fish：「內聯Fish」或「Fish片段」 � 301

7.2.7 拆分 (Splitting)：使用多線程於Fish � 305

7.2.8 Fish Operator：為多線程 (Multiple Threads) 編寫函式 � 312

7.2.9 Fish函式重新定義 � 317

7.2.10 Fish回調事件 (Fish callback events) � 317

7.3 FISH語句 (FISH Statements) � 321

7.3.1 Define - End 語句 � 322

7.3.2 Loop - Endloop - Exit 與 Loop - Continue 語句 � 322

7.3.3 If - Else If - Else - EndIf 語句 � 327

7.3.4 Command - EndCommand 語句 � 328

7.3.5 Global 與 Local 語句 � 329

7.3.6 Caseof - Case - Endcase 語句 � 329

7.3.7 Section - EndSection - ExitSection 語句 � 331

7.3.8 Exit 語句 � 331

7.3.9 Lock 語句 � 331

7.3.10 Return 語句 � 333

7.3.11 Struct (或 Structure) 語句 � 333

7.4 FISH 指令 (Fish Commands) � 336

7.4.1 Fish automatic-create 指令 � 337

7.4.2 Fish boolean-convert 指令 � 337

7.4.3 Fish callback 指令 � 337

7.4.4 Fish debug 指令 � 338

7.4.5 Fish define 指令 � 338

7.4.6 Fish history 指令 � 338

7.4.7 Fish list 指令 � 339

7.4.8 Fish operator 指令 � 339

7.4.9 Fish results 指令 � 340

7.4.10 Fish structure 指令.. 340

7.4.11 Fish trace 指令 � 340

7.5 FISH 的內建函式 � 340

7.5.1 Fish 型別指示符 (Fish Type Index) � 341

7.5.2 Fish 內建函式的查詢 � 342

7.6 FISH 綜合範例 (Tutorial).. 343

7.6.1 Fish 綜合範例 — 初階篇 � 343

7.6.2 Fish 綜合範例 — 進階篇 � 355

第八章地下水 � 401

8.1 地下水分析的基本概念 � 402

8.1.1 FLAC的計算基礎 � 402

8.1.2 力學場與流體場 � 403

8.1.3 水不流動與水會流動的概念 � 404

8.1.4 完全飽和與非飽和水流 � 404

8.1.5 時間與模擬方法 � 404

8.1.6 水在分析中的參數預設值 � 405

8.2 水流分析的相關參數 � 406

8.2.1 模擬方法的選擇 � 414

8.3 地下水分析的邊界及初始條件 � 417

8.4 地下水不流動的分析 � 424

8.4.1 乾式模擬 � 424

8.4.2 水不流動分析範例 — 乾式模擬 � 428

8.4.3 濕式模擬 — FLAC的標準模擬方式 � 437

8.4.4 水不流動的分析範例 — 採FLAC 的標準方法 � 440

8.5 僅有水流的分析 � 450

8.5.1 僅有水流的分析範例 � 452

8.5.2 水流分析相關指令彙整 � 460

8.6 水流與力學的耦合分析 � 460

8.6.1 水流與力學運算的切換 � 461

8.6.2 次循環運算 (Substeps) 的指派 � 462

8.6.3 運算的資訊 (Cycling Information) � 462

8.6.4 耦合飽和快速流方法 (Saturated Fast-Flow Scheme) � 463

8.6.5 耦合分析的執行順序 � 463

8.7 非耦合分析 (Uncoupled Drained Analysis) � 464

8.7.1 耦合與非耦合分析範例 — 基礎座落於飽和黏土層之壓密分析 � 465

8.7.2 耦合分析範例 — 開挖回漲 � 478

8.7.3 非耦合分析範例 — 地下水位抬升引致邊坡滑動 � 483

8.8 本章結論與提示 � 488

第九章結構元素 � 491

9.1 FLAC2D 的結構元素 � 491

9.1.1 選用適當的結構元素 � 491

9.1.2 五種結構元素的特性 � 492

9.1.3 結構元素的創建 � 494

9.1.4 局部座標系統與正負號約定 � 499

9.1.5 結構元素的節點 � 500

9.1.6 結構元素的鏈接 (Link) � 503

9.1.7 結構元素之邊界與初始條件的設定 � 514

9.1.8 平面應變與平面應力 � 515

9.1.9 二維分析的間距(Spacing)問題 � 515

9.1.10 阻尼及時階 � 519

9.1.11 材料屬性與單位 � 520

9.1.12 結構元素的創建及基本設定範例 � 521

9.2 錨索元素 (Cable Structural Elements) � 526

9.2.1 錨索元素的力學行為 � 528

9.2.2 響應量 (Response Quantities) � 535

9.2.3 錨索元素的屬性 � 535

9.2.4 錨索元素的專有指令與FISH 內建函式 � 539

9.2.5 錨索元素分析範例 � 540

9.3 樑結構元素 (Beam Structural Elements) � 545

9.3.1 樑元素的力學行為 � 545

9.3.2 響應量 � 547

9.3.3 樑元素之屬性 � 548

9.3.4 塑性彎矩與塑性鉸 � 549

9.3.5 樑結構元素範例1 � 550

9.3.6 樑元素的專有指令與FISH內建函式 � 554

9.3.7 樑結構元素的選用條件 � 555

9.3.8 樑結構元素範例2 � 555

9.4 樁結構元素 (Pile Structural Elements) � 559

9.4.1 樁元素的力學行為 � 559

9.4.2 樁的耦合彈簧參數之選用建議 � 570

9.4.3 二維分析的間距對摩擦支承力的影響 � 578

9.4.4 二維分析的間距對樁端支承力的影響 � 580

9.4.5 岩栓行為 (Rockbolt Behavior) � 584

9.4.6 響應量 � 585

9.4.7 樁及岩栓屬性 � 585

9.4.8 樁的專有指令與FISH 內建函式 � 586

9.4.9 樁結構元素範例1 — 軸向樁 � 588

9.4.10 樁結構元素範例2 — 側向樁 � 596

9.4.11 樁結構元素範例3 — 以修正樁元素模擬岩栓 (Rockbolt) � 602

9.5 襯砌結構元素 (Liner Structural Elements) � 613

9.5.1 襯砌元素的力學行為 � 613

9.5.2 響應量 � 615

9.5.3 襯砌元素之屬性 � 616

9.5.4 襯砌元素的專有指令與FISH 內建函式 � 618

9.5.5 襯砌元素範例1 — 圓形隧道的支撐襯砌 � 619

9.5.6 襯砌元素範例2 — 開挖擋土設施 � 627

第十章繪圖與電影 � 633

10.1 繪圖項目工具 � 633

10.1.1 繪圖項目的操作 � 634

10.1.2 繪圖項目清單的控制鈕 � 635

10.1.3 繪圖項目的範圍 (Plot Item Ranges) � 636

10.1.4 範圍屬性 (Range Attributes) � 637

10.2 曲線圖 � 643

10.2.1 表圖 (Table Chart) � 643

10.2.2 歷史圖 (History Chart) � 648

10.3 標籤圖與等值分佈圖 (Label and Contour) � 650

10.4 向量圖 (Vectors) � 661

10.5 其它繪圖項目 (Misc.) � 663

10.6 電影 (Movie) � 664

第十一章應用範例 � 669

11.1 應用範例1 — 隧道多階開挖分析 � 669

11.2 應用範例2 — 連續壁深開挖分析 � 690

11.3 應用範例3 — 順向坡開挖 � 729

11.4 應用範例4 — 路堤填土工程 � 769

附錄A 常用指令及例句 � 791

附錄B 岩土及結構材料性質參考值 � 809