强制扰动到耦合进程的特性
将扰动强加到完全耦合的固流系统可能导致流体流动边界条件和力学边界条件的改变。如，流向位于层间含水层内的井的瞬时流体流动是由井内孔压变化引起的。作为公路路堤建设成果的饱和地基的固结是由路堤高度确定的力学载荷控制。如果扰动是由于孔压的变化，很可能流体流动进程可不与力学过程耦合。如果是固体产生的扰动，非 耦合的程度取决于流固刚度比。 刚度比
相对刚度比对用于解决固流耦合问题的模拟方法有重要影响： 相对刚性岩土介质（相对刚度比远小于1）
如果岩土介质骨架刚度很大（或者流体是高压缩性的）且相对刚度比很小，孔压的扩散方程可以不耦合，因此扩散率有流体控制。建模方 法取决于流体或固体扰动的力学机制：
（1）在固体控制的模拟中，孔压可假设保持不变。在弹性模拟中，固体表现的力学行为好像流体不存在；但在塑性分析中，孔压压力的出现可能导致破坏。这种模拟方法在边坡稳定性分析中使用。 （2）在孔压控制的弹性模拟中（如由于流体被挤出导致的沉降），体积应变不显著影响孔压场，且流体的计算可独立进行（set fluid on,
set mech off）（这种情况下，扩散率是精确的，因为对于相对刚度比小于1，总压缩系数等于流体扩散率）。一般地，孔压变化会影响应变，且这种影响可以通过随后在力学模式中将模型循环到平衡状态 来加以研究（set mech on, set fluid off）。 相对柔性岩土介质（相对刚度比远大于1）
如果岩土介质骨架刚度很小（或流体不可压缩），且相对刚度比很大，则岩土骨架控制系统扩散率的耦合。模拟方法也取决于控制的力学机 制。
（1）在力学控制的模拟中，计算可能比较耗时。FLAC3D的显式时步可能会很小，为增加时步，可减小流体模量。注意，流体模量不应 该设置得大于流体的实际值。
（2）在多数孔压控制系统的实际例子中，经验表明，孔压场和力学场的耦合是微弱的。如果介质是弹性的，可用单纯流动模式（set mech off, set fluid on）计算，然后在单纯力学模式（set mech on, set fluid off）中计算到平衡。
必须注意为保持系统的扩散率（以及特征时间比例），流体模量必须在流体计算阶段调整到某一值，且在力学计算阶段为0，以防通过体 积应变进一步调整。
对于建模方法的选择，建议根据以下步骤进行。首先，对于特定的问题条件和特性，确定扩散进程的特征时间，且将此时间同所关注的实际时间进行对比。其次，考虑对于系统的扰动是由孔压控制还是由固体控制。第三，确定流体刚度对固体基质骨架的刚度比。最后，基于 这3个因素综合考虑选择合适的建模方法。 在建模时需注意：
（1）为建立无地下水流动的有效应力分析的初始条件，用water table或initial pp命令，或者用FISH函数建立稳定状态的孔压分布。指定正确的位于地下水位以下区域的湿密度和地下水位以上区域的干密 度。
（2）为建立地下水流动的有效应力分析的初始条件，如果地下水位位置未知，用initial命令或FISH函数建立稳定孔压分布，或者指定set fluid on和set mech off并逐步计算到稳定状态。将流体模量设为一个较小的值以加快部分饱和系统的收敛速度。注意设定的流体模量 值应满足数值稳定。
（3）为建立孔压驱动分析的初始条件，如果地下水位位置未知，用initial命令或FISH函数建立稳定孔压分布，或者指定set fluid on和set mech off并逐步计算到稳定状态。将流体模量设为一个较小的值以加快部分饱和系统的收敛速度。注意设定的流体模量值应满足数值
稳定。
（4）非流固耦合方法推荐用于孔压驱动系统，且在相对刚度比远大于1时谨慎使用。注意在单纯流动分析阶段调整流体模量的值以满足 耦合扩散率是正确的。
（5）完全耦合分析中，注意对于相对刚度比远大于1时的情况，如果流体模量调整得低于某个值，时间响应将会接近于无限大的流体模 量的时间。
Flac3D 中文手册
