GIIC-UDEC操作教程(3)---巷道顶板冒落

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1 引言

前文演示了边坡岩石滚落模型的操作过程，本文继续探索GIIC中在地下开挖中的操作和部分新命令的使用方法。具体我们将演示一个巷道顶板冒落的过程。

2 巷道顶板冒落

(1) 建立一个新项目，选择“Cell space detection”，项目文件名为"tunnel.prj"。

(2) 工具[Build]->[Block]建立"New Block", x值的范围为(0,10), y值的范围为(0,10), "Block rounding radius"的值取0.01。

block config cell 10 10block tolerance corner-round-length 1E-2block tolerance minimum-edge-length 2E-2block create polygon 0,0 0,10 10,10 10,0

(3) 在整个Block 中创建一组节理。过程与前面讲过的一样。

block cut joint-set angle 320 spacing 1 origin 0,0

(4) 产生一个大的节理和巷道断面。圆使用arc创建，指定圆心坐标和圆周上任一点的坐标以及弧的角度，由于我们要产生一个完整的圆，因此输入360，命令后面的24是指该弧划分的直线线段数目，弧是由直线相互连接形成的。

block cut crack (0,1.5) (8.39,11.5)block cut arc (5,5) (7,5) 360 24

(5) 在以前的两个例子中，块体都看作是刚性的，这次要把块体设置为可变形的块体。工具[Alter]->[Zone], 设Edge=0.5

block zone gen edge 0.5

(6) 设置材料参数。工具[Material]->[ZoneMat].

group zone 'Tunnel:Rock'block zone cmodel assign elastic ...density 2E3 bulk 9.44444E8 ...shear 7.08333E8 range group 'Tunnel:Rock'

注意到group zone 前面没有block, 先前遇到的delete range 前面也没有出现block。

(7) 设置节理参数值. 工具[Material]->[JointMat], 按"Create", 打开"Property Editor", 代码如下：

block contact group 'Tunnel:strong joints'block contact cmodel assign area ...stiffness-shear 1E11 stiffness-normal 1E11 ...friction 40 cohesion 1E5 tension 1E5 ...range group'Tunnel:strong joints'; new contact defaultset jcondf joint model area ...stiffness-shear=1E11 stiffness-normal=1E11 ...friction=40 cohesion=1E5 tension=1E5

(8) 固定边界. 因为块体设置为变形块体，因此我们设置速度边界。工具[In Situ]->[Apply], 把左右和底部边界固定。

block gridpoint apply velocity-x 0 range pos-x 9.9,10.1 pos-y -0.1,10.1block gridpoint apply velocity-x 0 range pos-x -0.1,0.1 pos-y -0.1,10.1block gridpoint apply velocity-y 0 range pos-x -0.1,10.1 pos-y -0.1,0.1

(7) 设置历史的最大不平衡值 [Utility]->[History]

block mechanical history unbalanced-maximum ;id1

(8) 设置监测点的位置。 [Utility]->[History]

block grid history disp-y 5.0,7.0 ;id2

(9) 设置重力。工具[Settings]->[Gravity].

block mechanical gravity 0.0 -9.81

(10) 求解设置。工具[Run]->[Solve]

block solve

奇怪，为啥不是 block solve ratio 1.0E-5 呢？在重力作用下达到平衡状态。

(11) 开挖巷道。工具[Alter]->[Delete&Add]->[Range type: Annulus] ->[Edit range]->[Apply by range].

deleterange annulus center (5,5) radius 02

位移矢量图

(12) 如果把节理参数调整得小一点，巷道顶板岩块就会塌落。

block contact group 'Tunnel:weak joints'group joint 'Tunnel:weak joints' ...range group'Tunnel:strong joints' ; changed nameblock contact cmodel assign area ...stiffness-shear 1E11 stiffness-normal 1E11 ...friction 10 cohesion 1E4 tension 0 ...range group'Tunnel:weak joints'; new contact defaultset jcondf joint model area ...stiffness-shear=1E11 stiffness-normal=1E11 ...friction=10 cohesion=1E4 tension=0