3DEC模拟锚杆面板(托盘)方法的不断变化

1. 引言

岩石锚杆(Rockbolts)是地下采矿工程和隧道工程最常用的支护手段，自从20世纪50年代开始使用以来，在支护理论和安装设备上进行了大量的研究和实践。岩石锚杆用来加固不太破碎的岩体结构, 必要时与钢丝网和喷射混凝土联合使用，岩石锚杆不仅沿岩石锚杆的长度方向提供了抗剪强度, 而且提供了包括弯曲阻力在内的法向阻力。岩石锚杆的其中一个分量是面板(faceplate)。

在UDEC中，面板的模拟主要使用liner单元，通过liner单元与cable单元或beam单元链接来模拟岩石锚杆的行为，这种方法 论也使用于FLAC3D和3DEC，而本文主要讨论了3DEC从V5.2到V7.0再到最新的V9.0模拟面板(faceplate)的变化以及混合锚杆(hybrid bolt)的变化过程。BTW，Itasca软件的文档工作做得不够认真，许多细节变化都没有及时反映到文档中【几个不能使用的FISH函数】。

2. 3DEC 5.2

在3DEC V5.2中，面板的模拟是通过

STRUCT CABLE  x1 y1 z1 x2 y2 z2 faceplate

命令实现的，在cable单元的起点处(x1,y1,z1）添加面板，然后将第一个节点连接到网格。假定面板具有无限强度。这是一个布尔开关，默认为关闭状态off，需要时设置为on。

3. 3DEC 7.0

3DEC V7.0 增加了hybrid bolt单元，hybrid bolt(混合锚杆)最初是专为3DEC开发的一维加固元(reinforcement element)[Hybrid Bolt Structural Elements]，hybrid bolt旨在模拟节理岩体中使用的岩石锚杆(rockbolt)，是对经典的cable bolt模型的改进，对岩体断裂剪切位移提供了更真实的抵抗力。格式和含义与V5.2相同。

sel hybrid create faceplate

曾经在使用命令sel hybrid create by-line创建hybrid bolt时发生了错误：

(1) 第一个警告信息为Cable node at (x,y,z) is not in a block

(2) 第二个警告信息为Cable node at (x,y,z) is not in a zone; skipped node；

(3) 接着给出了错误信息：Error in dowel element storage structures. 

其中(x,y,z) 为bolt单元的起始坐标。

错误原因可能是结构元(x,y,z)没有位于块体上，使用block.near(x,y,z)找出最接近的点作为结构元的起始点即可；同理，结束点使用同样的方法，应该能够避免上述错误。

4. 3DEC 9.0