کتاب مدلسازی و تحلیل سازه‌های خاکی و سنگی در FLAC

کتاب مدلسازی و تحلیل سازه‌های خاکی و سنگی در FLAC

در زمینه‌های متنوع مرتبط با مهندسی و مهندسی ساختمان، نرم‌افزارهای متنوعی وجود دارند که به مهندسان و متخصصین مرتبط با این زمینه کمک می‌کنند و امکانات متنوعی را در اختیارشان قرار می‌دهند. این نرم‌افزارها برای طراحی، مدل‌سازی، تحلیل سازه‌ها، برنامه‌ریزی پروژه، مدیریت منابع و هزینه‌ها و مواردی از این دست استفاده می‌شوند. برای یادگیری و آموزش این نرم‌افزارها راه‌های متنوعی وجود دارد که استفاده از کتب آموزشی یکی از این راه‌‌هاست. این روش از آن‌ جا که معمولاً اقتصادی‌ترین روش است و از طرفی نیاز به کلاس‌های حضوری و غیر حضوری را برطرف می‌نماید، مورد توجه مهندسین و مخاطبین این نرم‌افزارها قرار می‌گیرد. بنیاد مهندسی ساختمان، به همین جهت این کتب تخصصی را با تخفیف ویژه در اختیار کاربران و مخاطبان این نرم‌افزارها قرار می‌دهد.

کتاب مدلسازی و تحلیل سازه‌های خاکی و سنگی در FLAC :

یکی از چالش‌های عمده علم مکانیک خاک و سنگ ابداع مدل‌های رفتاری نوین و پیشرفته بوده تا از طریق آن بتوان رفتار غیر خطی خاک و سنگ را که تابع زمان نیز می‌باشد به خوبی شبیه‌سازی نمود. باید توجه داشت خاک و سنگ محیط‌های چند فازه بوده که جریان سیال در آن مسئله چالش برانگیز است.

از طرفی بررسی اندرکنش خاک و سنگ با سازه‌های ساخته شده در مجاورت آن از اهمیت ویژه‌ای برای مهندسین برخوردار است.

نرم افزار FLAC یک نرم افزار تفاضل محدود ساخت شرکت مهندسین مشاور Itasca واقع در مینسوتای آمریکا است که به خوبی قادر به شبیه‌سازی سازه‌های خاکی و سنگی می‌باشد. با استفاده از مطالعات عددی در این نرم افزار می‌توان مسائل پیچیده و دشوار مرتبط با سازه‌های خاکی و سنگی را با دقت مورد مطالعه قرار داد.

کتاب مدلسازی و تحلیل سازه های خاکی و سنگی در flac مناسب چه افرادی است؟

این کتاب می‌تواند برای مهندسین عمران در گرایش‌های مختلف از جمله خاک و پی، زلزله، سازه‌های هیدرولیکی، سازه‌های دریایی، آب، سازه و راهسازی، مهندسین معدن به خصوص در گرایش مکانیک سنگ، مهندسین نفت در گرایش حفاری، مهندسین زمین شناسی و مهندسین کشاورزی به ویژه در گرایش سازه‌های آبی مفید واقع شود.

در این کتاب سعی شده است با توضیح مبسوط سیستم کد نویسی در flac و ارائه مثال‌های مختلف از مدلسازی و تحلیل سازه‌های خاکی و سنگی مخاطبان با این نرم افزار آشنایی و تسلط مناسبی پیدا کنند. از جمله می‌توان به مثال‌های در مورد سدهای خاکی، فضاهای زیززمینی مانند تونل، حفاری چاه‌های نفتی، پی‌های سطحی و عمیق، شیب‌های خاکی و سنگی، تکنیک‌های پایداری گود، اندرکنش خاک- سازه اشاره کرد.

محتوا کتاب مدلسازی در flac

این کتاب شامل ۹ فصل می‌باشد. فصل نخست به طور مختصر پیرامون تاریخچه و روش‌های محاسباتی استفاده شده در flac می‌پردازد. در فصل دوم به آشنایی مقدماتی در مورد مدلسازی و تحلیل در flac  است.

فصل چهارم آشنایی مختصری در مورد زبان برنامه نویسی fish ارائه می‌شود. زبان برنامه نویسی fish باعث می‌شود تا قابلیت‌های موجود در flac بنا به نیاز کاربر به طور گسترده تعمیم یاید.

فصل پنجم به مدلسازی سیال در محیط‌های متخلخل خاکی و سنگی اختصاص دارد. در فصل ششم به طور نسبتا جامعی به تحلیل دینامیکی محیط‌های خاکی و سنگی می‌پردازد. فصل هفتم در مورد روانگرایی لایه‌های خاکی بحث می‌کند.

در فصل هشتم مدل‌های رفتاری رایج و محبوب در flac توضیح داده شده و در فصل نهم مرجعی از مهم ترین دستورهای موجود در flac ارائه شده است.

سرفصل های اصلی مورد بحث در این کتاب موارد زیر را شامل می شوند:

•مدلسازی و تحلیل استاتیکی و روند تحلیل های گام به گام

•اعضای سازه ای جمله المان های کابل, تیر و شمع

• برنامه نویسی به زبان FISH

•جریان سیال در محیط های متخلخل

• تحلیل تحکیم در خاک

•تحلیل دینامیکی تحت بارهای هارمونیک و غیر هارمونیک

• روانگرایی

• مدل های رفتاری رایج طیف گسترده ای ار مهندسین که مطالعات آن ها به نوعی با محیط های خاکی و سنگی مرتبط است می توانند از نرم افزار FLAC بهره گیرند. از جمله گرایش های مهندسی که نرم افزار FLAC می تواند پاسخگوی نیازهای علمی و عملی مخاطبان آن باشد می توان به رشته های مهندسی عمران, معدن, مکانیک, نفت, زمین شناسی و کشاورزی اشاره کرد.

فهرست مطالب

فصل اول / مقدمه 

۱-۱- معرفی نرم‌افزار
۱-۲- تاریخچه
۳-۱-مبنای تئوریك نرم‌افزار FLAC
۱-۳-۱-روش تفاضل محدود صریح
۲-۳-۱- آنالیز لاگرانژی
۳-۳-۱-شبكه مش‌بندی
۴-۳-۱- معادلات اصلی تفاضل محدود
۴-۱- شروع به كار

فصل دوم / آشنایی با FLAC 

۲-۱- اصطلاحات فنی
۲-۲-شبكه تفاضل محدود
۳-۲-نحوه نگارش دستورها
۴-۲-مكانیزم استفاده از FLAC
۵-۲-ساخت شبكه زون‌بندی شده
۶-۲-اعمال مدل رفتاری
۷-۲-اعمال شرایط مرزی و اولیه
۸-۲-تعادل اولیه و تحلیل گام به گام
۹-۲-ایجاد تغییرات در محیط
۱۰-۲-ذخیره و بازیابی كدها
۱۱-۲-خلاصه دستورهای مورد نیاز در تحلیل‌های ساده
۱۲-۲-قرارداد علامت‌ها
۱۳-۲-سیستم واحدها
۱۴-۲- دقت مدلسازی
۱۵-۲-فایل‌های متداول در FLAC
۱-۱۵-۲-فایل‌های DATA
۲-۱۵-۲-فایل‌های SAVE
۳-۱۵-۲-فایل‌های history
۴-۱۵-۲-فایل خروجی از نمودارها و گراف‌ها
۲-۱۶-اتصال نقاط گره‌ای با استفاده از دستور ATTACH
۲-۱۷-سطح مشترك (INTERFACE)
۱-۲-۱۷-سطح مشترك متصل (INTERFACE GLUED)
۲-۲-۱۷- سطح مشترك غیر متصل (Interface Unglued)
۲-۱۸-ساخت مرحله به مرحله
۲-۱۹- تكنیك‌های ساخت شبكه
۲-۱۹-۱- استفاده از زیردستورهای mull و add جهت ایجاد تغییرات در مدل
۲-۱۹-۲- منطقه‌بندی شبكه با استفاده از دستور generate
۲-۱۹-۳-شبكه‌بندی با توزیع زون‌های ریز و درشت
۲-۲۰- تحلیل در حالت تقارن محوری

فصل سوم / اعضای سازه‌ای 

۳-۱- مقدمه
۳-۲- مدلسازی هندسی
۳-۳- ویژگی مصالح
۳-۳-۱- المان تیر
۳-۳-۲- المان كابل
۳-۳-۳- المان شمع

فصل چهارم / آشنایی با زبان برنامه‌نویسی FISH 

۴-۱- مقدمه
۴-۲- خطوط میانی FISH:
۴-۳- انواع متغیر
۴-۴ – راهنمای برنامه‌نویسی به زبان FISH
۴-۵- استفاده از كتابخانه FISH
۴-۶- معرفی متغیرهای جدید (Extra Grid Variables)

فصل پنجم / مدلسازی فشار آب حفره‌ای و تراوش آب در خاك 

۵-۱- مقدمه
۵-۲- مدلسازی فشار آب حفره‌ای در خاك
۵ـ ۳ـ مدلسازی تراوش آب در خاك
۵-۴- تحلیل تحت مدهای مكانیكی و جریان سیال

فصل ششم / تحلیل دینامیكی 

۶-۱- مقدمه
۶-۲- مشخصات روش‌های مورد استفاده در تحلیل‌های دینامیكی
۶-۲-۱- مشخصات روش خطی معادل
۶-۲-۲- مشخصات روش غیرخطی كامل:
۶-۳- فرمول‌بندی دینامیكی
۶-۴- نكات مهم در مدلسازی دینامیكی
۶-۵- بارگذاری دینامیكی
۶-۶- انتخاب شرایط مرزی
۶-۶-۱- مرزهای آرام (quiet boundaries)
۶-۶-۲- مرزهای منطقه‌ی آزاد free-field boudaries
۶-۷- میرایی مكانیكی
۶-۷-۱- میرایی ریلی
۶-۷-۲- میرایی موضعی
۶-۸- شرایط انتقال موج
۶-۹- روند كلی حل مسائل دینامیكی
۶-۱۰- اصلاح خط پایه

فصل هفتم / بررسی روانگرایی در لایه‌های خاك 

۷ـ ۱ـ مقدمه
۷ـ ۲ـ مدل‌های فین و بیرن

فصل هشتم / مدل‌های رفتاری 

۸-۱- مقدمه
۸-۲- مدل الاستیك همگن (elastic, isotropic model)
۸-۳- مدل الاستیك ناهمسان (elastic, transversely isotropic model)
۸-۴- مدل پلاستیك موهر-كولمب (Mohr-Coulomb model)
۸-۵- مدل پلاستیك دراكر- پراگر (Drucker-Prager model)
۸-۶- مدل سنگ درزه دار (ubiquitous-joint model)
۸-۷- مدل سخت یا نرم شونده كرنشی (strain-hardening/softening model)
۸-۸- كم كلی اصلاح شده (modified Cam-clay model)
۸-۹- مدل هوك و براون (Hoek-Brown model)
۸-۱۰- سایر مدل‌ها

فصل نهم / مرجع دستورهای مورد استفاده در FLAC

منابع و مآخذ کتاب مدلسازی و تحلیل سازه‌های خاکی و سنگی در FLAC