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Itasca软件新推出的Hoek-Brown参数计算器

1月前浏览2579

摘要

Itasca软件最新版本9.10.5新增了Hoek-Brown参数计算器,能够自动计算并输出该准则参数,取代了之前通过Python代码嵌入命令行的方式。比较发现,新版本与《计算岩土力学》中的计算结果大致相同,但泊松比估算值存在微小差异。这一改进提升了岩土工程参数输入的效率和准确性,满足了研究者的需求。

正文

1. 引言

FLAC3D和3DEC标准的Hoek-Brown模型参数输入格式如下所示(3DEC):

    block zone cmodel assign hoek-brown block zone property density 2.5e-3 young 5000 poisson 0.3 tension 1e10block zone property constant-mb 0.067 constant-s 2.5e-5 ...  constant-a 0.619 constant-sci 30

    这些参数值是根据广义Hoek-Brown准则计算得出的,但以前的Itasca软件本身没有提供自动计算的功能。

    Hoek-Brown材料边坡稳定性计算 (3DEC V.9.10.5)

    为了实现这个功能,《计算岩土力学》曾用Python编制了一段代码嵌入到Itasca的命令中自动输入这些参数值,下面的两篇文章描述和验证了这段代码。

    在最新版的Itasca 9.10.5版本中,新增了一个Hoek-Brown参数计算器,实现了参数的自动计算,在某种程度上可以说Itasca实现了我们以前的愿望。本文比较了Itasca的计算结果与《计算岩土力学》的计算结果。

    2. Itasca的实现过程

    在Itasca软件的界面中,点击菜单'Hoek-Brown Calculator',开始执行一段内置的Pyhton代码,然后显示参数对话框。目前这段代码完全显示在Console面板内,其实这对用户来说没有太大意义,在以后的版本中可以考虑把这段代码隐藏在后台运行。 

    当调整到合适的参数后,使用Get Commands按钮输出命令,输出模型有两种选择:Hoek-Brown和Mohr-Coulomb;输出命令可以选择FLAC3D或3DEC。

      zone cmodel assign hoek-brownzone property constant-mb 0.683zone property constant-s 0.0006zone property constant-a 0.504zone property constant-sci 75.0zone property young 1852.66zone property poisson 0.296

      3. 结果比较

      (1) 边坡

      一个高度扰动的岩石边坡的强度 (Strength Envelope for a Slope Application in Highly Disturbed Rock),输入参数如下:

        UCS = 75 # UCS of intact rock (MPa)GSI = 55mi = 17D = 1Ei = 20625 # Intact Modulus (MPa)method = "Slope" UW = 27H = 100

        下面是《计算岩土力学》的计算结果:

        变形模量 Deformation Modulus = 1852.663

        泊松比 Possion's Ratio = 0.24

        材料参数 mb m_b = 0.683

        材料参数 s = 0.000553

        材料参数 a = 0.504

        抗拉强度 Tensile Strength (MPa) = -0.061

        岩体单轴抗压强度 Uniaxial Compression Strength (MPa) = 1.711

        整体强度 Global Strength (MPa) = 8.198

        最小主应力 Sig3max (MPa) = 2.148

        内摩擦角 Friction Angle = 40.962

        粘结力 Cohesion (MPa) = 0.682

        下面是Itasca的计算结果:

        (2) 隧道

        未受扰动岩石隧道的强度(Strength Envelope for a Tunnel in Undisturbed Rock)

        输入参数:

          UCS = 75 # UCS of intact rock (MPa)GSI = 55mi = 17D = 0Ei = 20625 # Intact Modulus (MPa)method = "Tunnel" UW = 27H = 100

          下面是《计算岩土力学》的计算结果:

          Deformation Modulus = 8420.787

          Possion's Ratio = 0.24

          m_b = 3.408

          s = 0.006738

          a = 0.504

          Tensile Strength (MPa) = -0.148

          Uniaxial Compression Strength (MPa) = 6.033

          Global Strength (MPa) = 18.730

          Sig3max (MPa) = 1.425

          Friction Angle = 56.621

          Cohesion (MPa) = 1.008

          下面是Itasca的计算结果:

          4. 结束语

          本文简要描述了Itasca软件新增的功能Hoek-Brown计算器,并与《计算岩土力学》编写的代码计算结果作了比较,因为使用的算法基本一样,因此二者得出的结果大致相同,略有差异,主要的差别在于泊松比的估算结果,按照上述计算条件,《计算岩土力学》的估算结果为0.24,而Itasca的估算结果为0.296,由于目前还没有阅读Itasca的那段Python代码,因此不清楚具体的差别。

          来源:计算岩土力学
          ACTDeformpython岩土FLAC3D3DEC材料试验
          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:2024-05-25
          最近编辑:1月前
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