岩体开挖模拟(block excavate)

1 引言

岩土工程数值模型是由外部边界和内部边界组成的，对于边坡工程问题，只有外部边界，例如边坡的自然形状，这种类型的外部边界大都使用的是人工边界，即根据问题的规模以及感兴趣的区域取其以部分，此外，人工结构，例如坝体、挡土墙等也属于外部边界；对于地下工程问题，内部边界大都使用真实的尺寸，不过，如果内部边界形状比较复杂，可以简化成简单的几何形状，如圆形或多边形，需要注意的是有些简化可能对破坏机理产生重要影响，在这种情况下，需要小心确定外部边界的形状。

一些软件明确地指出了外部边界和内部边界，例如下图所示的Slide2, RS2和RS3，另一些软件则隐式地表示了外部边界和内部边界，重要的是必须在计算开始之前定义所有可能在模拟中使用的物理边界，包括开挖和在后续阶段添加结构的边界，Plaxis在这方面设计的比其它软件更清晰，它通过activate和deactivate命令可以方便地进行施工模拟。

3DEC开挖模拟的原理与使用有限元模拟开挖的原理不同，特别是开挖后充填体的模拟【与充填采矿模拟相关的一些注意事项(Excavation and Backfilling)】。本文讨论了block excavate命令使用的相关问题，包括开挖材料的应变能、开挖后初始应力的改变、开挖和充填的模拟步骤以及与该命令相关的FISH和Python使用等。