資源描述：
《復(fù)雜邊界的FLAC二維地質(zhì)模型構(gòu)建》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2013V01．8No．2尹改梅等：復(fù)雜邊界@FLAC二維地質(zhì)模型構(gòu)建第8卷第2期復(fù)雜邊界的FLAC--維地質(zhì)模型構(gòu)建尹改梅1，汪新慶2，蔣子陽3(1．中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院，武漢430064；2．中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院，武漢430074；3．重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，重慶400042)摘要：FLAC3D是一款優(yōu)秀的巖土力學(xué)分析軟件，但其建模效率較低，尤其面對復(fù)雜地質(zhì)條件時，其應(yīng)用受到一定程度的限制。本文分析了FI．AC建模命令的特點(diǎn)，提出一種新的較簡單的建模方法，并開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助建模程序，該方法通過坐標(biāo)變換、復(fù)雜邊
2、界點(diǎn)坐標(biāo)均勻化處理．逐列定義子網(wǎng)格坐標(biāo)，可生成具有復(fù)雜邊界的地質(zhì)模型，且便于賦材料參數(shù)及應(yīng)力邊界條件參數(shù)，有效提高工作效率。關(guān)鍵詞：坐標(biāo)變換；FI。AC；復(fù)雜模型中圖分類號：TU45；0241文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-1903(2013)02-0049-040引言唐FLAC是美國ITASCA公司開發(fā)的一款用于二維、三維固體力學(xué)計(jì)算的顯式有限差分程序，該程序采用快速拉格朗日求解模式，在計(jì)算中網(wǎng)格隨單元的變形而更新。FLAC是一款中高端產(chǎn)品，除了能分析一般的固體力學(xué)問題外，特別適合于巖土介質(zhì)的大變形、破壞行為的研究¨。1。F
3、LAC具有強(qiáng)大的計(jì)算分析能力以及良好的二次開發(fā)性能，目前已成為巖土力學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的數(shù)值模擬軟件之一，F(xiàn)LAC的建模功能相對較弱，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要運(yùn)用FLAC內(nèi)置的建模命令對規(guī)則的模型進(jìn)行網(wǎng)格調(diào)整，造成工作效率低下，甚至很難建立符合需求的復(fù)雜的地質(zhì)模型。在FLACZ．維模型構(gòu)建方面，王希寶(2008)分析了DXF格式文件包含的信息，通過編程實(shí)現(xiàn)了由DXF文件直接轉(zhuǎn)為FLAC命令文件，提高了建模效率，較好地解決了不規(guī)則邊界邊坡建模問題。但這些方法大多沒有考慮到賦材料參數(shù)、應(yīng)力邊界條件及后處理的便利性。本文以含一條舒緩波狀斷
4、層的平面問題建模為例，分析復(fù)雜邊界FLAC二維模型建模方法，并開發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助建模程序，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)模型的快速構(gòu)建。1FLAC內(nèi)置的建模命令分析地質(zhì)工程數(shù)值模擬的基本步驟可包括：首先進(jìn)行地質(zhì)條件分析，建立概化地質(zhì)模型，然后賦予地質(zhì)材料參數(shù)、初始條件和邊界條件，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、模型調(diào)整及后處理分析。其中，由于地質(zhì)體空間形態(tài)的復(fù)雜性，建模工作往往很困難，且費(fèi)時費(fèi)力【l?。FLAC可接受的合法的模型網(wǎng)格形式只有四邊形，可以接受四邊形退化而來的三角形，但不可接受凹四邊形，而且網(wǎng)格長寬之比不宜大于5。規(guī)則網(wǎng)格的生成命令為“grid
5、i,j”，其中j為列數(shù)目，即x方向上的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)，／為行數(shù)目，即y方向上的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)。在FLAC里，“grid”命令只能用一次，即用來確定總的網(wǎng)格數(shù)，然后根據(jù)實(shí)際條件調(diào)整網(wǎng)格形態(tài)，可以用“modelnull”命令修剪掉不需要的網(wǎng)格。調(diào)整網(wǎng)格的命令包括“genline，arc，circle，table”等，這些命令可以畫出邊界并調(diào)整網(wǎng)格幾何形態(tài)。但有時這些命令基金項(xiàng)目：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金項(xiàng)目(編號：CUGLl20258)作者簡介：尹改梅(1980一)，女，碩士，工程師，從事地質(zhì)勘查工程：Email：ygmman@tom
6、．com2013第8卷第2期技術(shù)應(yīng)用V01．8No．2也難以得到想要的幾何形態(tài)，而且由于網(wǎng)格單元是按照網(wǎng)格點(diǎn)的列、行編號(ij)確定的，即使運(yùn)用“genline”或“gentable”命令得到了不規(guī)則的內(nèi)、外邊界，但給后面賦材料參數(shù)、邊界條件也帶來了困難。2復(fù)雜模型構(gòu)建方法本文以某平面中存在的舒緩波狀斷層建模為例(圖1)，通過以下步驟進(jìn)行復(fù)雜平面模型的構(gòu)建。該斷層破碎帶相對較窄，延伸方向NE，由“genline”或“gentable”等命令很難得到理想的建模效果。(1)獲得復(fù)雜邊界線坐標(biāo)對于矢量格式j(luò)／IICAD格式基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可
7、以在命令欄輸入list命令，即可輸出邊界點(diǎn)的坐標(biāo)。對于位圖格式的圖片，可以應(yīng)用surfer等軟件，對邊界線進(jìn)行數(shù)字化，得到邊界點(diǎn)坐標(biāo)。(2)確定模型網(wǎng)格范圍參數(shù)根據(jù)研究的具體需求確定模型邊界范圍及分析尺度，即確定模型整體區(qū)域、網(wǎng)格的尺寸。由此，可初步確定需要劃分網(wǎng)格總的數(shù)目，包括列期和行數(shù)，。用“gridi,j”命令生成模型總網(wǎng)格。5加O100∞15∞O銣O∞250∞圖1不規(guī)則邊界地質(zhì)模型示意圖(3)確定模型內(nèi)部不同地質(zhì)體的子網(wǎng)格參數(shù)FLAC按照組(group)劃分具有不同力學(xué)性質(zhì)的地質(zhì)體并賦予材料參數(shù)，每一組可根據(jù)上、下邊界線
8、上的點(diǎn)坐標(biāo)劃分子網(wǎng)格的行數(shù)和列數(shù)。如圖1中，整個區(qū)域范圍大致為長25000m，寬25000m，區(qū)域網(wǎng)格共劃分為84歹1]×84行，初始網(wǎng)格大小約為300mX300m，分A、B、C3個組，3個組以網(wǎng)格行號區(qū)別，A、B、C組對應(yīng)的網(wǎng)格分別為44-84行，42-43行
