3DEC V9.0粘结块体模型(BBM)的改进

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1. 引言

粘合块体模拟BBM是3DEC使用的一种分析岩体裂缝扩展和岩体破碎的方法，3DEC中的粘结块体模型(BBM)可用于模拟完整或脉状岩石或作为粘结四面体块体的岩体，BBM中的四面体代表未受损伤的完整岩石，而块体之间的接触代表岩体内存在的断裂。这些粘结块体会因应力集中而沿其表面断裂，模拟裂缝的产生，这些裂缝会聚合或扩展，导致岩体断裂，这将导致出现与材料膨胀相关的破坏模式。

BBM由一系列非常小的四面体组成，由于尺寸足够小，因此假定块体是弹性的，块体之间的接触呈弹-塑性状态，破坏沿着这些接触发生。生成BBM的方法有两种，一种方法是用block zone list poly命令将每个单元转化为block，这个命令产生一个包含一系列block create tetrahedron命令的文件，其作用是将每个单元(zone)转化成一个四面体块(block)，原有的块组、区域、材料号和本构号将应用于新的四面体块。如果没有指定文件名，那么系统会命名为 "poly.dat"。另一种方法是从Griddle[Griddle---FLAC3D和3DEC的高级网格划分工具]中导入。如果产生较大的模型，使用Griddle比使用poly的效率高。

2. 3DEC V9.0的改进

在3DEC V9.0中，BBM的改进包括：(1) 可指定四面体块大小的随机性，从而产生具有异质性的材料，在最小和最大尺寸范围之间生成BBM可以防止材料结晶和人为强度；(2) 可禁用顶点到顶点的接触，以提高模拟性能。

V9.0的单轴抗压强度试验结果UCS比V7.0的单轴抗压强度试验结果低了大约50%。在3DEC V9.0中，一方面采用了不同的网格点刚度计算方法，使模型更快达到平衡，另一方面联合阻尼现在是默认值(而不是局部阻尼)。在大多数情况下，这也会加快达到平衡的速度，这两个因素加在一起意味着系统对边界条件的响应速度更快，因此使用的加载速率足够慢，系统有时间调整并形成裂缝，从而导致峰值应力降低。