yantubbsUDEC实例翻译与命令解析Word格式.docx

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在第二个案例中,施加应力波峰值12.5Mpa（有效应力6.25Mpa）.0.02秒后的开挖拱顶应力分布见图1.6.该图显示出拱顶岩体不受力,表面该块体已经松散并正在下落.对于关心的问题,后来三个时间的几何体和应力分布见图1.8至图1.10.

在问题的顶部预测的波速（从上面的方程）是0.4m/sec.从模型中计算的波速见图1.11,再次,由于使用的是原岩弹性模量而不是岩体的变形模量导致预测和监测的波速之间的差异.

1.3节包含了该模型的数据列表,该列表包含了一个FISH函数（show）被用来创建坍塌的动画文件,每隔0.02秒俘获一个显示的图片.通过改变FISH参数time_int可以改变动画帧的

间隔.视图的总数也可以通过改变snap_shot的数值进行改变.为了显示80帧的显示图片而

创建的该电影文件需要大概13MB的硬盘空间.

1.3数据文件列表

title

Example1.1SEISMIC.DAT

SEISMICINDUCEDROOFCOLLAPSE地震诱发拱顶坍塌

;

round0.01

defineoriginalboundaryofmodeledregion定义模型区域的原始边界

block-25,-20-25,2025,2025,-20

generatejointpatternoverentireoriginalregion在整个原始区域生成节理形态

jregionid1-25,-25-25,2525,2525,-25jset45,0200,00,05.0,0（0,0）rangejreg1jset-9,0200,00,05.0,0（0,0）rangejreg1

putinjointsneededforthelaterexcavation为了后面开挖而设置的节理

crack-5.01,-2.515.01,-2.51crack-5.01,2.515.01,2.51crack-5,-2.5-5,2.5

crack5,-2.55,2.5

crack2.25,2.51.93,5.0

generatefdefzonesandassignjointproperties（mat=1&

jmat=1;

default）生成单元和设置节理参数

generateedge9.0range-30,30-30,30propmat=1d=0.00300k=39060g=31780propjmat=1jkn=20000jks=20000

propjmat=1jf=30.0

applyboundaryconditionsandinitialconditionsto在地应力下施加边界条件和初始条件

consolidatemodelunderfieldstresses

boundstress=-24.0,0.0,-24.0ygrad=-.030-.03insitustress=-24.0,0.0,-24.0ygrad=-.030-.03boundyvel0.0range-26,26-21,-19

grav0.0-10.0

trackthex-displacement,andy-displacementovertime追踪位移

histsolve

histxdis=0,7ydis=0,7type1solverat1e-5

saveconsolidatedstatesaveseismic1.sav

makeexcavation

deleterange-5,5-2.5,2.5solverat1e-5

saveexcavatedstatesaveseismic2.sav

restseismic2.sav

applyseismicloadfromtop（peakvelocity=0.04m/sec）

setupnonreflectingboundaryboundmat=1

boundxviscrange-26-23-2121boundxviscrange2326-2121

boundxviscyviscrange-2626-21-19boundxviscyviscrange-26261921

applysinusoidalstresswave

boundstress00-1.25yhist=cos（100.0,0.0195）range-26261921

resettimehistdisprothistydis（-4.48,2.57）

histydis（0,2.57）yvel（0,2.57）yvel（4,2.57）yvel（-4.48,2.57）

histyvel（0,20）yvel（25,10）yvel（25,-10）yvel（0,-20）

histyvel（-25,-10）yvel（-25,10）

histsxx（25,10）sxx（25,-10）sxx（-25,-10）sxx（-25,10）

histsyy（0,20）

damp0.11.0mass

0.02sec.cyctime0.02

saveseismic3.sav

applyseismicloadfromtop（peakvelocity=0.4m/sec）

boundstress00-12.5yhist=cos（100.0,0.0195）range-26261921resettimehistdisp

histydis（-4.48,2.57）

damp0.11.0masssaveseismov.sav

0.02sec.

cyctime0.02

saveseismic4.sav

0.25sec.cyctime0.23

saveseismic5.sav

0.50sec.cyctime0.25

saveseismic6.sav

0.75sec

cyctime0.25

saveseismic7.sav

restseismov.sav

makeamovieofthegroundfall

wind-1212-1212setovtol0.05

plotblockvelmax2.0bluestressmax50movieon

moviefile=seismic.dcxmoviestep1000

step40000

3隧道支护荷载TunnelSupportLoading

3.1问题陈述

本例模拟展示了UDEC在检查衬砌隧道方面的应用,着重强调了荷载在混凝土衬砌中的发展,本例也解释了模拟连续建造操作中独立阶段的模拟程序.

隧道系统的理想几何体见图3.1.系统包含在海床下大约70m（中线）深度,中线间距12m的两个隧道,初始水位在隧道中线上方110m处.服务隧道直径5.24m,衬砌厚度37cm.主隧道直径8.22m,衬砌厚度46cm.服务隧道先于主隧道开挖和衬砌.随后设置主隧道衬砌,水位上升增加到100m.

施工顺序是:

（1）开挖服务隧道excavationoftheservicetunnel;

（2）衬砌服务隧道liningoftheservicetunnel;

（3）开挖主隧道excavationofthemaintunnel;

（4）衬砌主隧道liningofthemaintunnel;

and（5）升高水位raisingofthewaterlevel.

分析的目的是评价每个施工阶段服务隧道和主隧道支护状况.

本例的材料参数见下:

岩体——开挖隧道的围岩参数为：

弹性模量elasticmodulus0.89GPa

泊松比Poisson’sratio0.35

单轴抗压强度uniaxialcompressivestrength3.5MPa

粘聚力cohesion1MPa

密度density1340kg/m3

混凝土衬砌——弹性模量为24GPa，泊松比为0.19.假定衬砌为线弹性材料。

3.2UDEC分析

本问题创建的UDEC模型见图3.2，隧道中心线在Y=-70的位置，注意，模型边界距隧

道开挖面很近，本模型为了演示的目的只是提供一个快速计算，实际计算时应采用大的模型。

底边和侧边界采用滚轴固定，海底之上海水的重量按30m的水头施加在模型表面上，

假定隧道为线性防水衬砌，因此不需要进行瞬态地下水流分析。

忽略孔隙水压力，而将岩体单位重量设置为浮容重。

垂直对水平应力比率假定为静水压力0.3。

对本例而言，上面列的5个施工顺序按三个阶段进行模拟，主隧道开挖和服务隧道衬砌按一个瞬时的活动进行模拟。

主隧道衬砌和水位上升也假定瞬时产生，这些活动可以通过线性（梯度）降低隧道周围反力或者设定产生一些松弛后安装支护而被分开模拟。

在模拟的第一阶段，在重力应力被初始化到块体中后，服务隧道被开挖，UDEC循环直到达到平衡状态，弹性位移结果见图3.3.

在第二阶段,衬砌服务隧道和开挖主隧道.采用16个梁单元来模拟服务隧道混凝土衬砌,

图3.4和图3.5显示了主隧道开挖后的位移和主应力分布状况.注意,整个服务隧道向主隧道转移.

在第三个阶段,一个额外的荷载被施加在模型的顶部用来模拟增加的100m的水的重量,

使用STRUCTapplypressure命令来施加静水压力荷载（施加到隧道衬砌上）,用以代表隧道中心线上210m的水位.图3.6和图3.7显示了施加额外荷载后相应的轴力和弯矩分布,服务隧道最大轴力为5.59×

106N,主隧道最大轴力为9.06×

106N.

3.3数据文件列表

tunnelsupportloading

block0-3060-3060-900-90round0.1

crack0-7060-70crack30030-90crack42042-90tun30-704.1112tun42-702.628tun30-705.512tun42-705.512

genedge2.0

Example3.1TUNNEL.DAT

海床面

0,-30

30,0

海水面

42,0

60,-30

initialstressstate

boundstress1.02e501.02e5ygrad1.34e401.34e4

boundstresssxxosxyosyyoygradsxxysxyysyyy

sxx=sxxo+（sxxx·

x）+（sxxy·

y）

0,-70

0,-90

30,-9042,-90

60,-70

60,-90

insitstres1.02e501.02e5szz1.02e5ygra1.34e401.34e4zgra01.34e4gravity0-10

rockpropertiespropmat=1d=1340zonemodelmohr

zoneshear=.33e9bulk=.99e9coh=1e6fric=30.0

propmat=1d=1340g=.33e9k=.99e9coh=1e6fric=30.0

changecon=3

elasticjointproperties

propjmat=1jkn=1e9jks=1e9jcoh=1e10jtens=1e10

cycletoinitialequilibriumhistsolvetype1

solverat1e-5savetun1.sav

excavateservicetunneldel4044-72-68

bound-11-910xvel=0.0bound-190-91-89yvel=0.0bound5961-910xvel=0.0

historiesaroundtunnel1histydis42-67sxx42-67histydis42-73sxx42-73histxdis39-70syy39-70histxdis45-70syy39-70

historiesaroundtunnel2

histydis30-65.0sxx30-65.0histydis30-75.0sxx30-75.0histxdis25.0-70syy25.0-70histxdis35.0-70syy35.0-70resetdispjdisp

solverat1e-5savetun2.sav

lineservicetunnel

structgenxc=42yc=-70npoint=16mat=5thick=0.37fang=-11.25theta360propmat=5st_d=2400st_ymod=24.0e9st_prat=0.20st_yield=1e10

propmat=5if_kn=1e8if_ks=1e7if_coh=1.0e10

excavatemaintunneldel2832-72-68

resetdispsolverat1e-5savetun3.sav

linemaintunnel

strucgenxc=30yc=-70npoint=8mat=5thick=0.46fang=22.5theta-360

addadditionalloadrepresentingraisedwaterlevelboundstress0.00.0-1.0e6range-191-31-29

addhydrostaticloadstotunnellinersstructapplypress0.02.06e6

resetdispsolverat1e-5savetun4.sav

ret

4流体和动态荷载下的重力坝分析

4.1问题描述

本例展示了一个坐落在节理岩体基础上的100m高混凝土重力坝建造问题,节理平均间距是50m,节理方向为20度和-70度,主要研究了两个荷载条件,首先是研究包含流体在岩体裂隙内渗流的水库蓄水效应分析.其次,为了研究潜在地震类型的荷载,一个动态波被施加在模型的基础上进行分析.

4.2UDEC分析

本问题的UDEC模型见图4.1。

模型理想化的展示了一个坐落在节理岩体基础上的重力坝，目的是展示这种类型问题的推荐求解过程。

数据文件见4.3节，按下面的顺序进行分析。

第一步：

重力荷载——空的水库

假定初始应力状态下的有效应力比率为σH/σV=0.69，水位假定在y=0，由大坝重量产生的初始应力状态和未蓄水的水库见图4.1。

注意，使用INSITU命令设定的应力是总应力，被加载在块体上。

对节理裂隙，UDEC计算有效应力并将域压力设置到静水压力。

第二步：

水库蓄水本阶段，假定水位上升到大坝的顶部，在大坝上游侧和岩石基础处施加静水压力作用，

在侧边界由于施加在大坝上的荷载产生的水平反作用力被认为是滚轴支撑。

对于流体渗流假定下面的条件：

1.假定沿着模型底部和侧边的节理裂隙连接渗透性为零。

2.大坝上游的岩体面，通过使用BOUNDpp命令将水头固定在100m（0.98Mpa）。

下游面，水头设置为零。

3.大坝和岩体基础交界面假定有较低的渗透性。

4.使用稳定流体算法（SETflowsteady）

选定的第二步结果见图4.2至图4.6，蓄水后的位移结果见图4.2。

大坝顶部的X方向和Y方向位移历史见图4.3。

后来的图形显示蓄水后模型处于平衡状态。

图4.4的流体速率显示了大多数流体被集中在大坝基础下面的裂隙内。

图4.5显示了沿着节理（atx=-33.42,y=-30.37）的法向和剪切位移。

正法向位移表明在本阶段节理张开。

在位置x=-22.1,y=

-26.3处沿着裂隙的流体压力历史见图4.6。

第三步：

动态荷载

本阶段中，一个垂直传播的正弦波（frequency=5Hz）被施加在模型基础上10秒种。

下面的边界条件被采用。

1.假定底部边界在水平（剪切）方向为无反射边界且固定垂直方向，动态输入以剪切应力历史的形式被施加。

2.类似的条件施加在自由区域的的底部。

3.基础一边的节点与自由区域的计算相关联。

自由区域被离散化成20个单元，并设定为弹塑性行为。

在自由区域使用FFIELDinit命令初始化当前静力水平以匹配模型中的网格。

4.在动态阶段，由渗流阶段产生的静力作用仍旧被施加块体上。

因此，在无动态荷载作用时，块体仍处于平衡状态。

在本阶段，渗流计算被关闭（SETflowoff）。

这是近似假定当10秒动态荷载时无流体产生。

图4.7至4.9显示了本阶段在1.5秒后动态荷载作用下的分析结果。

每个荷载下大坝顶部X和Y方向的位移历史见图4.7。

在大坝下方节理的剪切和方向位移（图4.9）显示了剪切位移的累积情况。

注意，在图4.10中，沿着大坝基础下的第一个节理产生了大量滑移；

上游70度节理张开（无有效应力），这个边产生了较大位移，连同累计的位移显示在图4.8和4.9.表明大坝很可能破坏。

4.3数据文件列表

Example4.1DAM.DAT

---dam---discontinuousjoints:

20and-70deg.大坝---不连续节理20和-70度

---insitustresses（k=0.5）初始应力（K=0.5）?

与文中叙述不符,应为0.69否

---free-field（20nodes）---appliedonlyinphase3自由区域（20节点）,仅在第三阶段应用

第一阶段---重力荷载;

固定X方向边界

---phase1---gravityloading;

x-fixedboundaries

（DAM1）IN-SITUSTRESSES;

GRAVITY

rockblocks;

joints（no