UDEC_数值模拟(入门学习)

UDEC 入门 ;new 是刷新udec窗口，从新调用一个程序 ;title 与heading代表标题，后面紧跟标题的名称。如： title hang dao mo ni ;round 指块体与块体之间的圆角半径，默认值是0.5，其值小于模型中最小块体的最短那条边长的二分之一。如： round 0.05 set ovtol=0.5 ;此命令是指层与层之间的嵌入厚度 block x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4 ;建立模型框架， crack x1,y1 x2,y2 ;两点划一线 jregion id n x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4 delete jset 90,0 4,0 4,0 6,0 0,-50 range jreg 3 ;jset 倾角,0 线段长,0 线段与线段轴向间隔长,0 垂向间距,0 xm,ym range jregion n ;其中xm,ym为起始点坐标,n为设置的区域标号 gen quad 10 range xl xu yl yu ;在指定的区域生成一定宽度的单元（xu为x方向的取值） zone model mo range  xl xu yl yu ;使指定的区域采用摩尔--库仑本构关系计算（即弹塑性） change jcons=2 range  xl xu yl yu ;使指定的区域节理遵循摩尔--库仑准则计算（即弹塑性） change mat=1 range xl xu yl yu change mat=2 range xl xu yl yu change mat=3 range xl xu yl yu ;指定各岩层的材料标号 change jmat=1 range xl xu yl yu change jmat=2 range xl xu yl yu change jmat=3 range xl xu yl yu ;指定各岩层的节理标号 prop mat=1 dens=2000 prop mat=2 dens=2650 prop mat=3 dens=2700 ;指定各材料的密度，比如1号材料dens=2000，即1立方米重2吨 zone k=0.15e9,g=0.1e9,fric=10.00,coh=0.19e6,ten=0.09e6 range mat=1 zone k=2.8e9,g=2.2e9,fric=30.00,coh=1.5e6,ten=0.4e6 range mat=2 zone k=6.9e9,g=6.6e9,fric=38.62,coh=5.63e6,ten=3.20e6 range mat=3 ;k为材料的法向刚度，g为材料的切向刚度，friction为材料的内摩擦角， ;cohesion为材料的内聚力，tension为材料的抗拉强度 prop jmat=1 jkn=0.2e8,jks=0.1e7,jcoh=0,jfric=4,jten=0 prop jmat=2 jkn=8e8,jks=5e7,jcoh=0.1e6,jfric=8,jten=0 prop jmat=3 jkn=20e8,jks=16e7,jcoh=0.4e6,jfric=15,jten=0  ;jkn为节理的法向刚度，jks为节理的切向刚度，jfriction为节理的内摩擦角， ;jcohesion为节理的内聚力，jtension为节理的抗拉强度 set gravity 0,-9.81 ;设置重力加速度，x方向为0，y方向为-9.8 bound xvel=0 range -0.1 3.00 -60.1 20.1 bound xvel=0 range 97 100.1 -60.1 20.1 bound yvel=0 range 0.1 100.1 -60.1 -58 ;采用位移法固定边界 solve\step 5000\cycle 5000 ;执行计算 save pingheng.sav ;保存文件， 文件的后缀为.sav，文件名可以自己命名。文件保存后，此刻的各种数据均在里面。 ;想要到某个已有的文件中找数据，可用restore，比如： restore pingheng.sav pause ;表示暂停，此时可以察看任何信息 continue ;继续调用下面程序段， ;udec自身仅提供8M or 16M内存空间，对于尺寸大，单元多的模型，需要额外增加内存，否则无法计算 ;改变内存方法有两种，其一，从Dos系统进入；其二，创建快捷图标，然后击右键<属性> ;同时按住shif键与Z字母键，屏幕中会出现十字叉，摁住鼠标左键不放，移动光标直到你满意的窗口为止 ;让屏幕中出现十字叉，再双击左键，就会还原窗口 ;划不规则块体 ch mat 5 range x 0 100 y -65 -50 vor edge 2.5 round 0.1 range mat 5 ;打开图象抓拍功能，设置图片间隔时间以及窗口大小 movie on movie step 1000 window x1 x2 y1 y2 ;movie off ;进行煤体开挖 ;删除水平块体 delete range x1 x2 y1 y2 等价于 delete range reg x1,y1 x1,y2 x2,y2 x2,y1 ;删除不规则四边形 delete range reg x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4 ;设置观测线 set plin 1 x1,y1 x2,y2 n  （n设定的观测点） ;输出观测线的位移与应力数据，默认输出到udec.log文件中，可在excel表中处理数据 set log on print plin 1 ydisp print plin 1 syy set log off ;屏幕观看下沉与应力等值线,int是指interval间歇 pl bl  ydisp int 0.1 pl bl  syy int 1e6 ;抓取图像，在autocad内处理 set pl dxf 256 copy xxx.dxf ;同学们仔细阅读cable与support中的内容。 cable ;锚杆 suppert ;支柱，可引伸为支架 ;有个人电脑后，上网下载bitcomet安装软件，进行网络搜索自己所需要的材料。1.把图形保存下来，能在AUTOCAD中打开、编辑 plot block cable red supp ye stru bl;显示块体、锚杆（红色）、支架（黄色）、梁（蓝色）的图形 set plot 256 dxf；设置图形为256色 set out c:\ss.dxf copy c:\ss.dxf；把这图形以ss.dxf文件保存在C磁盘下 2.把数据导出 set log on print pline 1 ydis;把pline 1的y方向位移的数据导出到UDEC目录下udec.txt文件中 set log off 3.plot block stress ;显示块体的应力 plot block dis    ;显示块体的位移(有x和y方向) plot block pl    ;显示块体的塑性区(plastic) save  xx.save    ;保存计算结果 res  xx.save    ;调用 4.液压支架的命令 supp xc yc wid l seg n mat j;(xc,yc)是指中心点坐标,l指支架的宽度,n指分段数,mat j指支柱材料性质为j prop mat j sup_kn -1        ;sup_kn指支架的刚度,-1与表1相对应 del range x1 x2 y1 y2      ;挖掘范围(x1, y1)(x1 ,y2)(x2, y2)(x2, y1)的块体,由支架支撑 table 1 0 42.e6 0.05 5.0e6 0.1 6.0e6;表1表示的是液压支架的(P-DS)特性曲线 5 巷道施工中断面加梯子梁的命令(见图1) stru gen xc yc np 100 fa a thetra b mat=16 thick=0.2 ;100  指分100段,a b 指角度 prop mat=16 st_ymod=13.5e9  st_prat=0.14  st_den=7800 prop mat=16 st_yield=6e7    st_yresid=6e7 st_ycomp=2.5e7 prop mat=16 if_kn=1.35e9    if_ks=1.35e9  if_tens=0  if_fric=18  if_coh=0;interface-界面 例子讲解: 建模(以米为单位,;后为解释部分) round=0.1          ;方块的圆角块半径为0.1米 set ovtol=1.0      ;块体与块体之间相互嵌入量最大值为1米 bl 0,0 0,26 50,26 50,0  ;在(x1, y1)(x1 ,y2)(x2, y2)(x2, y1)生成块体范围 crack 0,25 50,25    ;在(x1, y1)(x2 ,y2)两点间画直线 jregion id 1 0,0 0,10 50,10 50,0 delete ;删除此区域的块体 jset 90,0 2.5,0 2.5,0 3,0 0,0 range jregion 1      ;jset A,0 a,0 b,0 c,0 x0,y0 range jregion 1 jset 90,0 2.5,0 2.5,0 3,0 1.5,2.5 range jregion 1  可画成列的线段 (见图2) jset 0,0 26,0 0,0 2.5,0 0,0 range jregion 1  pa  ;当程度运行至此时暂停,可以看看你所建的部分模型,用continue继续运行下面部分 save t.save      ;建模保存在t.save中 岩层赋属性及原岩力平衡计算 res t.save    ;调用已建好的模型 gen quad 12  ;定义块体最大变形,若没有此语句,刚所有块体均为刚性块体 zone model mo range 0,180 0,45.2 ;在范围(x1, y1)(x1 ,y2)(x2, y2)(x2, y1)的块体符合库仑准则 change jcons=2 range  0,180 0,45.2 ;节理面间接触-coulmb滑移 ;下面主要是讲岩层赋属性 change mat=1 range reg 0,0 0,3 180,3 180,0  ;岩层1的范围 change mat=2 range reg 0,3 0,4.5 180,4.5 180,3 change mat=3 range reg 0,4.5 0,10.2 180,10.2 180,4.5 change mat=4 range reg 0,10.2 0,11.2 180,11.2 180 10.2 prop mat=1 dens=2500 ;岩层1的密度 prop mat=2 dens=2500 prop mat=3 dens=1300 zone k=2e10,  g=1.1e10, fric=30,coh=2e6,ten=4e6 range mat=1 ;岩层1的块体力学参数(见表1) zone k=8.7e9,  g=4.2e9, fric=25,coh=1.5e6,ten=1.5e6 range mat=2 zone k=13.05e9,  g=6.3e9, fric=31,coh=4e6,ten=2e6 range mat=3 change jmat=1 range reg 0,0 0,3 180,3 180,0 ;在这范围1内的块体间相互接触的接触面力学参数 change jmat=2 range reg 0,3 0,4.5 180,4.5 180,3 change jmat=3 range reg 0,4.5 0,10.2 180,10.2 180,4.5 prop jmat=1 jkn=7e9,  jks=2e9, jcoh=0.1e6 , jfric=0,jten=0.1e6 ;在这范围1内的块体间相互接触的接触面力学参数 prop jmat=2 jkn=6e9,  jks=2e9, jcoh=1e6 , jfric=20,jten=1e6 prop jmat=3 jkn=6e9,  jks=2e9, jcoh=1e6 , jfric=20,jten=1e6 ;工作面埋深550米 set gravity 0,-10  ;地下岩层主要受重力,还有构造应力(水平应力=垂直应力*侧压系数) insitu str -1.5144e7 0 -1.262e7 szz=-1.5144e7 ygrad 3e4 0 2.5e4 zgrad 0 3e4 ;initi asituate  stress初始设置应力 ,侧压系数为1.2  ;(550-48.2)*2500*(-10)= -1.262e7  -1.262e7*1.2=-1.5144e7 ,1*2500*10=2.5e4,2.5e4*1.2=3.0e4 bound stress 0,0,-1.375e7 range  0 180 45.1 45.3 ; boundary stress sxx0 ,sxy0, syy0 range x1 x2 y1 y2 ;550*2500*(-10)= -1.375e7 bound xvel=0 range -0.1 0.1 0 45.2      ;固定左边界(xvel-也就是x方向的速度),见图3 bound xvel=0 range 179.9 180.1 0 45.2  ;固定右边界 bound yvel=0 range 0 180 -0.1 0.1      ;固定下边界 solve ;计算 save fyuanyan1.save 注: insitu str sxx sxy syy szz=-1.6638e8  ygrad  sxxy sxyy syyy  zgrad  szzx szzy (xgrad  sxxx sxyx syyy,上面没有写,表示在x方向没有变化 ) (σx=sxx ,σy=syy, σz=szz,τxy=sxy,τxz=sxz, τyz=syz弹性力学;grad表示梯度,即在此方向的变化量) (xgrad  sxxx sxyx syyy  ygrad  sxxy sxyy syyy  zgrad  szzx szzy (sxx=sxx0+sxxx.x+sxxy.y,syy=syy0+syyx.x+syyy.y,szz=szz0+szzx.x+szzy.y) (μ—侧压系数,sxx=syy. μ,szz=syy. μ,sxxy=syyy. μ,szzy=syyy. μ) (τ=c+σ.tgφ,c值,反映岩石剪切时的粘结阻力,故称岩石的内聚力(或粘结力) ,φ,值反映岩石剪切时摩擦阻力, 的大小,故称岩石的内摩擦角,tgφ,相当于摩擦系数f 。可得用c、φ两个数在应力圆中判断某种应力状态下的 岩石是否产生破坏，通常，岩石愈坚硬，c、φ两个值超大，反之亦然。1G=103M=109 ， 块体力学参数(表1) 岩层 体积模量K/Gpa 剪切模量G/Gpa 体积力d/N.m-3 摩擦角f/(o) 粘结力C/Mpa 抗拉强度t/Mpa 上覆岩层 20 11 25000 30 2 4 基本顶 40 20 27000 40 4 10 直接顶 20 11 25000 30 2 4 煤层 13.05 6.3 13900 31 4 2 直接底 8.7 10 25000 37 7 1.5 基本底 20 11 25000 30 2 4               接触面力学参数 岩层 法向刚度jkn/Gpa 切向刚度jks/Gpa 粘结力jc/Mpa 摩擦角jf/(o) 抗拉强度jt/Mpa   上覆岩层 7 2 1 30 1   基本顶 20 15 0 40 0   直接顶 7 2 0 0 0   煤层 6 2 1 20 1   直接底 6 2 1 20 1   基本底 7 2 0.1 0 0.1                 ;打入锚杆后的锚固体，其摩擦角和粘结力以用弹性模量都会增大，所以锚固体处的属性要改变，否则 锚杆的效果显不著。