1 引言
虽然可以使用DFN模拟节理或断层,但是这种方法带有非常大的不确定性, 同时也要求模拟者必须具备很高的数值模拟技巧. 对于一些简单的任务, 我们仍然习惯使用interface. FLAC2D和FLAC3D都有interface的功能. 本文简要回顾FLAC3D 中interface的使用方法, 主要强调了interface的创建过程. 由于这几天不能在主机上工作,因此摘选一段早期FLAC3D的学习笔记,这个笔记是2014年基于FLAC3D 5.00写的。虽然现在FLAC3D已经升级到7.0,一些命令发生了变化, 但是基础流程没有改变,对于初学者仍有一定参考意义。
2 在FLAC3D中创建Interface
FLAC3D的interface是一个沿着子网格之间能够相互作用的面。Interface界面可以用来模拟节理,断层或者一个连续性体内的摩擦界面。界面可以附着在一个子网格上面,或者放置在空间内的任何位置。当界面与子网格接触后,就会产生剪切力和法向力, 沿着界面可以发生滑动或者分离。界面由三角形单元组成。为了使用界面,首先把两部分的网格分开。下面的例子显示如何在两部分网格中间设立一个界面。
默认状态下,如果连续使用两个gen zone brick命令,并且相邻的面重合或者二者的距离足够小,那么FLAC3D会认为这两部分是联在一起的,为了产生一个interface,必须使用nomerge强行将二者分离,尽管相邻面的坐标值相同。interface在本例中附着在右边的grid上面,产生出8个节点6个界面元。
ctolerance value[例如interface 1 ctolerance 1e-2)用来设置两个接触面之间的最大重叠深度。如果相互重叠的深度大于设定值,表示没有接触。如果不设置这个值,它将由单元坐标来确定,在模拟过程中如果发生变形,这个值发生改变。可以使用list interface ctolerance 来监测当前的ctolerance 值。
下面这个例子显示了块体试件包含有一组节理,倾角45度。这个例子的界面产生比上一个例子稍微复杂一些。
接下来增加界面
这将产生16个界面节点和18个界面单元。
命令Interface maxedge value
value是所有的界面单元中的最大边长。界面被细分直到其所有单元的边长比设定的值小。缺省情况下,每一个四边形区域的面被划分个两个三角形单元。
3 结束语
本文简述了FLAC3D 5.0中interface的创建方法。FLAC3D 7.0的命令与这个有些不同, 以后详细解说. 另外, FLAC3D不能模拟沿着界面的流体流动, 因此, 如果需要模拟流体与界面的相互作用或者模拟多个interface, UDEC或3DEC是更好的选择.
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