三种生成预制裂隙的方法

本文摘要（由AI生成）：

文章介绍了三种在模拟中生成预制裂隙的方法。第一种通过指定条件和删除颗粒生成裂隙，但受粒径影响；第二种使用dfn施加sj模型，但裂隙中间可能存在颗粒；第三种在预压时生成wall并删除其内颗粒，然后加胶结删除wall，裂隙平整不受粒径影响。文章比较了三种方法的效果，推荐方法三。

 预制裂隙的裂纹扩展也是近年比较热的研究课题，因为岩石往往不会是一个完整的，所以研究含裂隙的岩石非常有必要。但是随机裂隙又不是特别的规律性，所以预制裂隙的研究就显得尤为重要。

    这里介绍三种预制裂隙的方法。

一、删除颗粒形成预制裂隙

    这个是最简单也是最直接的方法，直接根据裂隙的角度、长度、厚度，在我们需要加裂隙的地方删除原本存在的颗粒。注意这个裂隙的平整度对颗粒数要求比较高，如果裂隙厚度大于颗粒粒径很多的话，效果会比较好点。

    下面为在已经加胶结的试样中删除颗粒的方法：

restore jiajiaojie[houdu=10e-3]
ball delete range plane origin 0 0  dip 30 distance [houdu*0.5] x [-wlx*0.1*math.cos(30*math.degrad)] [wlx*0.1*math.cos(30*math.degrad)]cycle 1 solvesave addliexi

    这里的裂隙都为角度为30，厚度为10mm，长度为0.1*wlx的裂隙。

    这里的逻辑也比较简单，range后面加多个条件是取交集的意思，这里其实有两个range。

    第一个range是一个plane，plane可以指定某个半平面，还有个用法，是指定这个plane线附近的区域。这里就是第二个用法，origin和dip确定直线，distance确定的是离这个直线的距离，我们试一下不加后面x条件下是什么效果：这里因为厚度没有比粒径大很多，导致某些颗粒没删除，可以看出不加x条件的话，删除了有厚度的线区域。

    加了x条件取了交集后，就是我们想要的区域了：

二、使用dfn施加sj模型

    在PFC手册里面也有一个使用dfn加滑裂面的例子，这里道理一样，先生成我们所需要的dfn，然后在dfn某距离内生成sj模型就可以了。这个逻辑也不难，sj模型我了解的不深，所以这里我也不敢多讲。

restore jiajiaojie[houdu=10e-3]dfn addfracture dip 30 position 0 0 size [wlx*0.2]dfn property sj_kn 2e9 sj_ks 2e9 sj_fric 0.70 sj_coh 0.0 sj_ten 0.0 sj_large 1dfn model name smoothjoint install dist [houdu*0.5]cycle 1 solvesave addliexi

    效果如下：

三、直接生成预制裂隙的胶结材料

    这个方法是我比较推荐使用的，应该也没多少人会去用，这个方法的优点在于:

1)裂隙平整，且不会受粒径影响

2)不会像第二个方法一样在裂隙中间还存在颗粒

    这个方法的逻辑是在预压的时候，在裂隙位置生成wall，然后删除wall内的颗粒，并且继续伺服，之后生成胶结，删除这个wall。

    这部分代码可能比较复杂，这里的长度和角度忘了和前面统一了，用户可以自己修改一下。

    逻辑是根据裂隙的长度厚度和角度找到wall的四个节点，生成wall后平衡。

    运行完后，试样中间的蓝色就是我们的墙，这个是个矩形，因为比较薄，所以看上去像一条线。

之后加胶结并删除墙：

restore liexi[pb_coh=10e6][ten_coh=2.7]cmat default type ball-facet model linear method deformability emod 10e8 kratio 1.5
cmat default type ball-ball model linearpbond method deformability ...            emod 12e8 kratio 1.5 pb_deformability emod 54e8 kratio 1.5 ...    property pb_coh [pb_coh] pb_ten [pb_coh*ten_coh] pb_fa 50 fric 0cmat applycleancycle 1solvecontact method bond gap [rdmin*0.2]wall delete walls range id 5cycle 1 solvesave jiajiaojie

四、效果比较：

方法一：

方法二：

方法三：

对上述三个方法进行评价：

如果生成宽裂隙，方法1和方法3都很好，方法2不太行。

如果生成窄裂隙，方法2和方法3都可以，方法1不太行。

综上:方法3大家可以好好学一下。