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3DEC隧道开挖命令 block relax

9月前浏览5965

1. 引言

过去,FLAC3D使用zone relax命令可以实现应力松弛【渐进减少反作用力实现开挖松弛(Excavation relaxation)】,3DEC则必须通过FISH实现,例如下面的bound_his函数返回一个0到1之间非线性减少的数字;relax_pct函数记录松弛的百分比(从0到100)。 








[bound_his_start = mech.step]fish def bound_his      bound_his = 0.9976^((mech.step-bound_his_start)/100.0)end
def relax_pct      relax_pct = (1.-bound_his)*100.end
现在3DEC新增的block relax命令可以自动实现应力松弛【《计算岩土力学》每日阅读 (2023.11.05)】。

2. block relax

block ralax命令的作用是在范围(range)内开挖块体并在开挖面上施加引力,以防止瞬间发生力的突然变化,然后根据下面的关键字(keywords)逐渐减少引力。使用block relax命令前应注意以下事项:

(1) 块体是被开挖的,而不是被删除的,因此可以使用block fill命令将它们带回来,最大的应用场景是模拟嗣后充填法【与充填采矿模拟相关的一些注意事项(Excavation and Backfilling)】。

(2) 执行此命令时会执行一个计算时步,以确定所需的引力 (等于开挖表面上的不平衡力)。

(3) 一次只能有一个松弛条件处于活动状态,如果给出第二个block relax命令,则移除前一个block relax命令所施加的力。

block relax的关键字如下:

(1) fish s

指定用于减少施加力的 FISH 函数的名称。每个计算时步的函数结果都会乘以初始力,该函数必须返回 0 到 1 之间的值。

(2) linear i

在接下来的 i 计算时步中将引力线性减少到指定的最小值。

(3) nonlinear i

在接下来的 i个计算时步中将引力非线性地减小到指定的最小值,以便力最初减小得相当快,然后随着时间的推移和限制的减小而减慢。非线性力施加的方程为:
其中f是乘以初始力的系数(0到1之间),cyc是自block ralex命令发出以来的循环数,i是上面指定的时步数。该等式适用于最小值为0,对于大于 0 的最小值,力的缩放方法是将上述等式乘以 (1-min)来添加min,其中min是用关键字 minimum 指定的 0 到 1 之间的最小值 (默认值为 0)。

该函数渐近地接近指定的最小值,因此 f 的值不会在 i时步内精确地减小到 0。经过1000 步松弛到差不多0的典型曲线如下所示:

(4) minimium f
施加的力减少 f 倍。f 必须介于0和1之间; 如果未指定最小值,则默认为 0。
(5) delete

删除现有的松弛条件 (施加的力将设置为 0)。

(6) face-group s <slot s >

当给出block relax命令时,范围内的所有面都会自动分配一个组名。默认情况下,槽 srelax 中的组名称为 srelax。可以通过为范围内的面分配特定的组名称(以及可选的槽)来覆盖此默认值。请注意,如果选择的组名称已存在,则字符串 _1 将附加到指定的组名。


3. 试验

下面的例子显示了block ralex的应用,并与不考虑应力松弛的block excavate命令【岩体开挖模拟(block excavate)】作了比较。计算步骤如下:
(1) 产生隧道几何模型,隧道可以通过外部导入几何文件或者通过FISH语言创建。
(2) 定义岩石和节理的物理力学参数,在自重应力和原岩应力的作用下让模型达到平衡状态。
(3) 开挖计算。


block relax nonlinear 1000 range group 'exc'block excavate range group 'exc'

如果采用block relax命令开挖,隧道顶板的最大位移量为0.0424m;如果采用block excavate命令开挖,隧道顶板的最大位移量为0.257m。这意味着一次性开挖可能过高地估计了位移量。



来源:计算岩土力学
非线性岩土UMFLAC3D3DEC试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-02-08
最近编辑:9月前
计算岩土力学
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1条评论
会飞的猪
签名征集中
6月前
请问这个是3DEC哪个版本中有的功能?我看7.0里没有
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