UDEC用户指导

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1、UDEC3.0版本3．利用UDEC解决的问题本章就UDEC在处理岩石力学工程问题中的使用给予说明。在3.1部分（节）中，就实施地质力学分析可行步骤作了简述。接着从3.2节到3.10节就有关在任何模型创建和解决方法中具体（特定）方面的检测中作了介绍。内容包括：●模型的产生（3.2节）；●刚性块或可变形块分析的选择（3.3节）；●边界与初始条件（3.4节和3.8节）；●负载连续模型（3.6节）；●块体和节理构成的模型选择和材料特性（3.7节和3.8节）；●改善模型效率的方法（3.9节）；●结果说明（3.10节）。最后，地质力学领域建模思想将在3.11节中受到检验；在这领域中的初学建模者

2、可能希望首先参考这节。在地质力学中建模方法与其他的工程领域中有显著差异，例如结构工程学。在进行任何地质力学分析时应注意这一点很重要。3.1概述（总的手段）地质工程建模过程涉及到特定的考虑和不同于上述提到的构造物体的设计理念。对于在岩土内或上面的建筑和巷道的分析和设计必须用小到微小具体位置的数据，并注意变形和强度特性可能的相当变化。在一个岩石或土地位置取得完全的现场数据是不可能的。例如，有关应力、岩性和不连续性的信息最多仅能部分了解。由于有关对于设计必须的输入数据是有限的，那么地质力学数学模型应主要用来理解影响整个系统行为的主导机理过程。一但系统行为被理解，那么就可以具体（特定）为设

3、计过程开发出简单的预测方案。该方法适应于地质力技术工程，在这里总是缺乏好的数据，但在其他方面的应用中如果有充足数据，在设计上直接运用UDEC也许是可以的。当程序提供适当的数据，利用UDEC分析得出的结论是准确的。建模者应承认有一个连续的位置范围，如下图3.1所示。典型情况复杂地质；简单地质；无法得到的；无试验预算在某地点的花费；调查数据无完整的方法机理调查通过参数研究预言性的分析支撑领域行为（直接用于设计中）图3.1建模位置范围UDEC可以用在一种完全可预测的方式中（如图3.1右侧部分）或作为一个“数值实验室”来验证观点（如左侧部分）。决定使用类型是场地情况（和预算）而不是程序。如

4、果有充足的高质量数据可找到，UDEC可给出良好的预测。既然多数UDEC应用适合于仅有较小数据可找到的情况，本节讨论这种推荐方法用来处理数学模型，好象是一个实验室实验。这种模型从未被认为是一个“黑盒子”，即一端接受输入的数据而另一端作出预测结果。数值“样品”必须仔细准备，多个模型被测试以获得对这个问题的理想。表3.1列出推荐的步骤，以便成功地进行数值实验。每一步将分别讨论。50表3.1在地质力学中有关数值分析的推荐步骤步骤1定义模型分析目标步骤2创建该物理系统的概念图步骤3建立和运行简单的理想化模型步骤4收集具体问题的数据步骤5准备一系列详尽的模型的运转步骤6进行模型计算步骤7提出解

5、释结果3.1.1步骤1：定义模型分析目标包含模型中的细节水平经常依赖于分析的目的。例如，如果这个目标是在两个相互冲突的用来打算解释一个系统行为的机理之间来确定，那么一个原始模型可以被建立，若是它使那个机理出现。在模型中复杂性使人发生兴趣仅因为它存在真实性。然而，如果这些复杂特征可能对模型的反应有很少影响，或者这些复杂特征与模型的目的无关，他们应被忽落。若必要，应从整体上考察并加以改善。3.1.2步骤2：创建该物理系统的概念图在负荷条件下，有一个问题的概念图提供预期行为的最终估计很重要。当准备该图时，有几个问题被问到。例如，是否预期到这个系统可能变得不稳定？占优势的力学反应是线性还是

6、非线性？是否有定义明确的可能影响系统行为的非连续体，或者介质行为是否作为连续体运行？有无来自地下水的影响？系统是否被物理结构限定，或者该体系边界是否延伸到无限？在系统物理结构结构上是否几何对称？这些考虑指定了用于分析的数值模型总特征，例如网格设计、介质模型、边界条件和初始平衡状态等。他们将决定是否三维模型是必须的，或是否二维模型在物理系统中能够被用来利用几何条件。3.1.3步骤3：建立和运行简单的理想化模型当为数值模型分析使物理系统理想化时，在建立详尽模型前首先建立和运行简单的实验模型是更为高效的。简单模型在一个工程的最可能早的阶段上被创建起来，以便产生数据和理解。这些结果可对该系

7、统概念图有更深入的洞察力；在简单模型运行之后，步骤2须重复。在任何重要的努力投入分析之前，简单模型显示可被补救的缺点。例如，选择的介质模型能充分代表所期望的运行行为吗？边界条件影响模型的反应吗？通过确认参数对分析有重要影响的参数，从简单模型中的结果也可有助于指导数据收集的计划。3.1.4步骤4：收集具体问题的数据对于一个模型分析所需的数据类型包括：●几何细节（例如，井下巷道轮廓，表面地形学，堤坝轮廓，岩石/土壤结构），●地质构造位置（例如，断层，地层层面，节理组），●