创建rblock

1 引言

rblock是模拟岩石断裂过程的一种途径【岩石断裂过程的数值模拟(rock fracturing processes)】，尤其应用于崩落地质力学，经验显示rblock比BBM的模拟效果更好。【崩落地质力学(Caving Geomechanics)---从经验方法到数值模拟】。与3DEC的BBM【隧道开挖BBM模拟几何模型建立的回顾】不同，rblock产生的粘结块体模型块体之间允许产生孔隙，而且块体可以是多种几何形状，能够更好地表征岩石在破碎过程的几何形状。

2 创建方法

有三种方法可以创建rblock：第一种方法是使用rblock create命令；第二种方法是使用rblock template命令；第三种方法是使用rblock construct命令。下面主要讨论后两种方法。

(1) rblock template

下图所示的例子首先使用geom.poly.create函数产生基本的多边形，然后使用rblock template产生出不同形状的多边形。

rblock construct densityrblock construct from-ballsrblock construct from-geometryrblock construct grouprblock construct rounding

其中from-geometry和from-balls是创建rblock最主要的关键字。下面仅讨论from-geometry，以后再讨论from-balls。

rblock construct from-geometry命令从一个geometry集 合中构建刚性块。如果没有提供集 合，那么将使用当前的集 合，可以使用geom.set.find函数进行查询。默认情况下集 合中的多边形将被分解成三角形或四边形单元，单元尺寸通过最小边长和最大边长设定，如下代码所示。如果需要设定划分区域，使用range关键字指定划分范围。在2D中，刚性块是由这些划分出来的单元组成的；在3D中，抽取出来的表面用来构建四面体或六面体刚性块。

rblock construct from-geometry 'box' ...minimum-edge 0.1 maximum-edge 0.2

如果使用voronoi或Delaunay关键字，几何体集 合中的节点被用作Delaunay三角形的种子，刚性块由Voronoi或Delaunay单元构建。rblock construct from-geometry命令的关键字有：delaunay，hexahedral(3D)，internal，minimum-edge，maximum-edge，patch-angle-tolerance，quadrilateral，tetrahedral(3D), voronoi。

下图第一个显示的是默认情况下产生的三角形块体，第二个图是使用quadrilateral产生的四边形块体。比较奇怪的是这个命令不能设置四边形的边长，如果设置的话，就显示错误信息"Unused extra parameter",猜想这可能是PFC7.0的新命令，稍后进行验证。但是可以quadrilateral可以使用minimum-edge和maximum-edge定义四边形的边长，第三个图显示了这样的效果；第四个图是使用了Delaunay关键字产生的结果，仅划分了2个块体。更加奇怪的是使用voronoi不显示块体图形，在2D和3D中均作了试验，不知道是什么原因。

internal是一个非常奇妙的关键字，它通过额外变量对背景网格设置网格单元的边长，从而产生出尺寸不同的块体。

(3) rblock construct from-balls

这个命令通过使用Voro++从ball中构建Voronoi 刚性块体【二维Voronoi 块体生成方法】。假设这些球填充了一个轴对齐的盒子内，这些球的最大范围被用作Voronoi块体的边界。

from-balls命令可以接两个关键字，polydisperse和periodicity。polydisperse是一个布尔操作，用来设定是否计算径向的Voronoi(Laguerre tessellation)。径向的Voronoi法使用ball的半径来加权单元边界，这意味着Voronoi单元的大小更接近于球的粒度分布。默认情况下，不计算径向的Voronoi。

periodicity 通过坐标bx,by,bz指定在生成过程中是否应在每个方向上假设周期性(periodic)的边界条件。

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下图显示了初步产生的结果。第一个图是ball和Voronoi同时存在；第二个图是把背景ball删除之后的Voronoi；第三个图显示了使用ball产生Voronoi的细观表现。 

[1] Using the Rigid Block Spring Network Paradigm

[2] Spring Network Contact Model Capabilities

[3] program load module 'rblocksel'

[4] rblock construct和rblock refine涉及到Delaunay三角剖分