1 引言
数值模拟的第一步是产生一个符合实际情况的几何模型,通常需要考虑的两个工程地质因素是地层的划分和节理的生成。模型的外部边界也是一个需要考虑的问题,对于地下开挖分析,模型范围一般取开挖最大尺寸的3~5倍左右。如果研究着重点在开挖围岩附近得应力分布范围可以取得小一点儿,如果研究着重点是位移和沉降,范围可以取得大一点儿。接下来需要考虑得是如何划分块体。这个笔记简要讨论了UDEC的块体生成方法以及注意事项。
2 块体产生
总的来说,在3DEC和UDEC中通过使用block cut命令产生离散的块体,块的切割命令必须位于块变成可变形的块体之前(block zone gen edge 0.5)。如果没有给出范围range,则在整个模型(block create polygon)中产生。也可以使用range joint-region n定义产生的范围,其中n指的是前一个block joint-region命令中的id。这个命令非常有实际意义,用来定义节理生成的区域,可以使用它划分不同的地层,也可以定义感兴趣的区域。
典型的命令格式如下:
block joint-region id 1 5.0 5.0 5.0 15.0 15.0 15.0 15.0 5.0
block cut joint-set angle 60 spacing 50 origin 10 10 range joint-region 1
block joint-region带有两个关键字: id和list, 按顺时针方向四个角的坐标限定范围。新的命令格式是range joint-region,但旧的range jregion命令在目前的版本中仍然可以使用。
block cut 可以使用的关键字是crack, cutting, dfn, geometry, join, jointset-id, joint-set, split, table, tunnel和voronoi。不过最常用的块体生成命令是crack, dfn, joint-set和voronoi。当初步生成块体后,使用block joint-delete进行块体调节,使用block delete range命令进行开挖。block joint-delete命令会删除不完全与块相交的节理,不过,当使用BLOCK ZONE GENERATE命令和BLOCK STEP、BLOCK CYCLE或BLOCK SOLVE命令时,系统会自动执行这个命令。值得注意的是,如果使用block cut crack命令逐条产生节理,生成的这条直线必须贯通到模型边界,否则不会生成单独的crack;为了产生出确切形状的开挖边界,预定义的切割形状必须与删除的形状完全吻合,否则产生不出预期的几何形状。
影响几何形状产生的另一个命令是block tolerance corner-round-length,这个命令也间接地影响到运行(block solve/step/cycle),如果这个命令与生成的块体不匹配,命令可能运行不下去。关于这个命令的使用,参考下面的链接:
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为了产生出精确的开挖边界,一个变换的方法是首先使用block hide range命令把开挖边界隐藏,然后使用block cut命令产生节理,这种生成方法可参考:
尽管新的显示块体的命令是block show,但block seek现在还能使用,这两个命令表达的含义相同,这个命令用来显示隐藏的块体。所有中心点在range所指定的范围内的隐藏区块都被显示出来。