替代界面元---FLAC3D单元节理模拟多个相交的节理

计算岩土力学

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1 引言

建立岩石工程数值模型的过程本质上非常困难，我们目前采取的方法 论是：当岩体只考虑一条或少量节理时，使用界面元(interface)模拟节理的滑动与分离；当岩体有多条平行的节理或有多个软弱层时，使用Ubiquitous模型【各向异性的Ubiquitous节理岩体模拟(UJRM)】；如果岩体呈均匀的破碎状态时，使用等效的连续性模型，例如使用Hoek-Brown准则【一个Hoek-Brown材料边坡稳定性的对比分析】。而对于呈明显各向异性(横观各向同性)的岩体，使用Anisotropic模型【各向异性线性强度模型(Anisotropic Linear Strength Model)】和Ubiquitous-Anisotropic模型。

过去，FLAC3D使用Interface【界面元的创建(Creation of Interface Geometry)】模拟地质不连续(断层和节理)，但只可以模拟少数且不可相交的不连续，现在FLAC3D引入了类似3DEC和UDEC使用的节理表示方法单元节理(zone joints)，可以模拟多个相交的不连续，因而单元节理成为interface的替代方法。

单元节理联合使用了3DEC的块体边界和PFC的接触算法，这种改变使得原来连续性和不连续方法之间的划分界限逐渐变得模糊起来。本文讨论了单元节理的特征，属性和使用方法，主要包括：

(1) zone joint的特性

(2) block-to-flac3d命令

(3) 关键用法

2 zone joints的特性

单元节理(zone joints)是在7.00.144版本中新增加的命令，允许显式地模拟多个相交的节理或断层。其主要特性如下：

(1) zone joints是双面的，因此它们的创建顺序不会影响结果，交叉点处的力/位移更准确。

(2) zone joints使用了PFC的接触模型，默认的本构模型是Mohr-Coulomb。

来源：计算岩土力学