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，其值要求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

;使指定的区域材料采用摩尔--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.tgυ,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) ,υ,值反映岩石剪切时摩擦阻力,

的大小,故称岩石的内摩擦角,tg υ,相当于摩擦系数f 。可得用c 、υ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 、υ两个值超大，反之亦然。1G=103M=109 ()21E G υ=+，()

312E

K υ=-

改变，否则

锚杆的效果显不著。