FLAC3D中邓肯-张模型的FISH语言实现与验证

"基于FISH语言的邓肯-张模型在FLAC3D中的开发与实现" 本文主要讨论了如何在FLAC3D软件中利用FISH语言开发并实现邓肯-张模型，这是一种广泛应用于岩土工程领域的本构模型。FLAC3D是一款由美国ITASCA公司开发的三维有限差分程序，适用于解决非线性大变形问题，尤其在工程地质、采矿工程、水利工程等多个领域有广泛应用。 邓肯-张模型由邓肯和张在1976年提出，主要用于描述岩石和土壤等材料在剪切和压缩下的非线性应力-应变关系，考虑了材料的弹塑性和应变硬化特性。该模型在实际工程中有着重要的地位，但由于原版FLAC3D并未内置此模型，限制了其在国内的应用。 FLAC3D提供了丰富的本构模型选择，如零模型、弹性模型（各向同性与横观各向同性）、塑性模型（摩尔-库仑、德鲁克-普拉格等），但并未涵盖邓肯-张模型。为了解决这个问题，文章的作者通过FLAC3D的二次开发平台，利用其内置的FISH语言进行了模型开发。FISH是一种脚本语言，专为FLAC3D设计，用于创建用户自定义的模型、函数和程序，扩展软件功能。 开发过程中，作者遵循了FLAC3D的计算步骤，这些步骤通常包括：调用运动方程以更新速度和位移，然后根据速度计算应变速率，再由应变速率更新应力状态。这一过程会在每个计算周期中重复，直到达到稳定状态或满足预设的终止条件。 在模型开发完成后，作者通过一个具体的算例对开发的邓肯-张模型进行了验证，确保了模型的正确性和适用性。这一实现使得FLAC3D用户在国内的岩土工程数值分析中能够更加灵活地应用邓肯-张模型，提高了软件的实用性，同时也为未来其他复杂本构模型的开发提供了参考。 这项工作不仅展示了如何利用FISH语言进行FLAC3D的二次开发，还填补了FLAC3D在邓肯-张模型上的空白，有助于推动岩土工程领域的研究和实践。