1、岩土工程数值计算方法岩土工程数值计算方法UDEC建模技巧与工程应用建模技巧与工程应用第1页，共25页。USTB提纲提纲 UDEC常见问题 UDEC软件应用 UDEC简介第2页，共25页。USTBUDEC简介特点简介特点 UDECUniversal Distinct Element Code （通用 离散 元 软件）UDEC建立在拉格朗日算法基础上，利用中心差分法进行求解。美国Itasca Consulting Group Inc.开发的离散单元法的计算软件。离散单元法理论由Cundall（1971）首次提出。岩体被看作一种不连续的离散介质。其内部可存在大位移、旋转和滑动乃至块体 的分离，从而可
2、以较真实地模拟节理岩体中的非线性大变形特征。第3页，共25页。USTBUDEC简介应用范畴简介应用范畴 便于处理所有非线性变形和破坏都集中在节理面上为特征的岩体破坏问题。求解连续介质及连续介质向非连续介质转化的力学问题。广泛应用于模拟边坡，滑坡和节理岩体地下水渗流。土壤开裂，分离等非连续现象。围岩洞室破坏诱发断裂，滑移。特别适用于模拟计算节理岩体破坏与大变形，地下结构和深部高辐射废料的储存 研究。第4页，共25页。USTBUDEC简介岩体力学本构模型简介岩体力学本构模型 1 开挖模型 2 各向同性弹性模型 3 Drucker-Prager塑性模型 4 Mohr-Coulomb塑性模型 5 堆砌
3、节理模型 6 应变软化/硬化模型 7 双屈服模型 1 点接触库仑滑移 2 节理面接触库仑滑移 节理面接触具有残余强度库 仑滑移 4 连续屈服 5 Barton-Bandis 节理 块体本构模型 节理本构模型第5页，共25页。USTBUDEC软件应用软件应用结果输出迭代计算变化分析变化分析建模建模第6页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模设计模型尺寸划分块体和节理定义本构模型建模给出材料力学参数确定模型边界条件迭代使之平衡第7页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模块体生成：Block x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4第8页，共25页。USTBUDEC
4、软件应用建模软件应用建模圆角长度：Round d第9页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模节理生成：Crack x1,y1 x2,y2 第10页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模 节理生成：Jset 000adyxssggttaadmdmdmdm、第11页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模 节理生成：Jset 000adyxssggttaadmdmdmdm、第12页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模圆形生成：Tunnel x1,y1 r n第13页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模圆弧生成：Arc x1,y
5、1 x2,y2 d n第14页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模计算单元生成：Gen quad v Gen edge v第15页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模定义块体本构模型：Change cons0 Change cons1 Change cons3 Prop mat n1 bu=sh=Prop mat n2 den=bu=sh=Prop mat n3 den=bu=sh=&c=fri=ten=Change mat n定义节理本构模型：Change jcons2 Prop jmat n jkn=jks=jf=&jc=jt=Change jmat n注意
6、：量纲统一第16页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模边界条件：Boundary xvel=0 range x x1,x2 Boundary yvel=0 range y y1,y2第17页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模边界条件：Boundary stress sxx sxy syy range x1,x2 y1,y2 Boundary ygrad sxxy sxyy syyy 第18页，共25页。USTBUDEC软件应用边界条件命令总结软件应用边界条件命令总结 命 令 效 果 BOUNDARY Stress 施加总应力到刚体或变形体块体的边界上 Xloa
7、d 施加刚体或变形体边界的x方向的荷载 Yload 施加刚体或变形体边界的y方向的荷载 Xvel 施加变形体边界的x方向的速度（位移）Yvel 施加变形体边界的y方向的速度（位移）FIX 固定刚体边界的速度（位移）FREE 释放刚体的速度（位移）LOAD Xload 施加x方向的荷载到刚体的边界 Yload 施加y方向的荷载到刚体的边界 第19页，共25页。USTBUDEC软件应用建模软件应用建模 模型内应力：ini sxx range x1,x2 y1,y2重力加速度：set grav 0,-9.81迭代：cycl n 允许模型交叠：set ov n 划分范围：Jr id n x1,y1 x
8、2,y2 x3,y3 x4,y4第20页，共25页。USTBUDEC软件应用进行改变和分析软件应用进行改变和分析 模拟开挖：Del range x1,x2 y1,y2 Del range n Change cons=0第21页，共25页。USTBUDEC软件应用进行改变和分析软件应用进行改变和分析 模拟锚杆支护：Cable x1,y1 x2,y2 npoint mats asteel matg Prop mat n1 cb_ym=cb_de=cb_yi=cb_yc=Prop mat n2 cb_kb=cb_sb=Change cable matg x1,y1x2,y2第22页，共25页。UST
9、BUDEC软件应用结果输出软件应用结果输出Save text.sav 保存结果Call text.dat 调用数据Rest text.sav 调用结果New 新的开始Quit 退出 Plot blo 显示块体 Plot bo 显示边界 Plot plas 显示塑性区 Plot sig1 fi 显示最大主应力1 Plot sig2 fi 显示最小主应力2 Plot str 显示主应力矢量场 Plot xdis fi 显示X方向位移 Plot ydis fi 显示Y方向位移 Plot disp 显示位移矢量场第23页，共25页。USTBUDEC常见问题常见问题1 运算速度缓慢2 自动退出运算3 节理生成失败第24页，共25页。University of Science&Technology Beijing第25页，共25页。
