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通用离散元用户指导（U D E C 3.1）北京科技大学2004.9目录1 引言 (1)1.1 总论 (1)1.2 与其他方法的比较 (2)1.3 一般特性 (2)1.4 应用领域 (3)2 开始启动 (4)2.1 安装和启动程序 (4)2.1.7 内存赋值 (4)2.1.9 运行UDEC (5)2.1.10 安装测试程序 (5)2.2 简单演示－通用命令的应用 (5)2.3 概念与术语 (6)2.4 UDEC模型：初始块体的划分 (8)2.5 命令语法 (9)2.6 UDEC应用基础 (10)2.6.1 块体划分 (10)2.6.2 指定材料模型 (16)2.6.2.1 块体模型 (16)2.6.2.2 节理模型 (17)2.6.3 施加边界条件和初始条件 (19)2.6.4 迭代为初始平衡 (21)2.6.5 进行改变和分析 (24)2.6.6 保存或恢复计算状态 (25)2.6.7 简单分析的总结 (25)2.8 系统单位 (26)3 用UDEC求解问题 (27)3.1 一般性研究 (27)3.1.1 第1步：定义分析模型的对象 (28)3.1.2 第2步：产生物理系统的概念图形 (28)3.1.3 第3步：建造和运行简单的理想模型 (28)3.1.4 第4步：综合特定问题的数据 (29)3.1.5 第5步：准备一系列详细的运行模型 (29)3.1.6 第6步：进行模型计算 (29)3.1.7 第7步：提供结果和解释 (30)3.2 产生模型 (30)3.2.1 确定UDEC模型合适的计算范围 (30)3.2.2 产生节理 (32)3.2.2.1 统计节理组生成器 (32)3.2.2.2 VORONOI多边形生成器 (34)3.2.2.3 例子 (34)3.2.3 产生内部边界形状 (35)3.3 变形块体和刚体的选择 (38)3.4 边界条件 (42)3.4.1 应力边界 (42)3.4.1.1 施加应力梯度 (43)3.4.1.2 改变边界应力 (44)3.4.1.3 打印和绘图 (44)3.4.1.4 提示和建议 (45)3.4.2 位移边界 (46)3.4.3 真实边界－选择合理类型 (46)3.4.4 人工边界 (46)3.4.4.1 对称轴 (46)3.4.4.2 截取边界 (46)3.4.4.3 边界元边界 (49)3.5 初始条件 (50)3.5.1 在均匀介质中的均匀应力：无重力 (50)3.5.2 无节理介质中具有梯度变化的应力：均匀材料 (51)3.5.3 无节理介质中具有梯度变化的应力：非均匀材料 (51)3.5.4 具有非均匀单元的密实模型 (52)3.5.5 随模型变化的初始应力 (53)3.5.6 节理化介质的应力 (54)3.5.7 绘制应力等值线图 (55)3.6 加载与施工模拟 (57)3.7 选择本构模型 (62)3.7.1 变形块体材料模型 (63)3.7.2 节理材料模型 (64)3.7.3 合理模型的选择 (65)3.8 材料性质 (71)3.8.1 岩块性质 (71)3.8.1.1 质量密度 (71)3.8.1.2 基本变形性质 (71)3.8.1.3 基本强度性质 (72)3.8.1.4 峰后效应 (73)3.8.1.5 现场性质参数的外延 (77)3.8.2 节理性质 (80)3.9 提示和建议 (81)3.9.1 节理几何形状的选择 (81)3.9.2 设计模型 (81)3.9.3 检查模型运行时间 (82)3.9.4 对允许时间的影响 (82)3.9.5 单元密度的考虑 (83)3.9.6 检查模型响应 (83)3.9.7 检查块体接触 (83)3.9.8 应用体积模量和剪切模量 (83)3.9.9 选择阻尼 (84)3.9.10 给块体和节理模型指定模型和赋值 (84)3.9.11 避免圆角误差 (85)3.9.12 接触嵌入 (85)3.9.13 非联结块体 (86)3.9.14 初始化变量 (86)3.9.15 确定坍塌荷载 (86)3.9.16 确定安全系数 (86)3.10 解释 (88)3.10.1 不平衡力 (88)3.10.2 块体/网格结点的速度 (88)3.10.3 块体破坏的塑性指标 (89)3.11 模拟方法 (89)3.11.1 有限数据系统模拟 (89)3.11.2 混沌系统的模拟 (90)3.11.3 局部化、物理的不稳定性和应力路径 (91)1 引言1.1 总论通用离散元程序（UDEC，Universal Distinct Element Code）是一个处理不连续介质的二维离散元程序。
1、角点必须按顺时针方向排列；2、Crack 命令用于产生块体中单一直线特征的裂缝。
裂缝由端点坐标（x1，y1）和（x2，y2）所确定。
3、Jset 命令则是自动节理组生成器。
根据所给定的特征参数（即倾角、迹长、岩桥长度、间距和空间位置）产生一组裂缝。
4、round d---d是圆角距离，建议在block命令前指定圆角长度。
5、DELETE 命令，能从模型中删除一个块体。
例如，为了删除槽口块体，delete range 4.5，5.5 8，10。
6、GEN命令激活三角形网格有限单元自动生成器。
命令GEN edge v 将作用于任意形状的块体。
其v值定义三角形单元的最大边长，即v值越小，块体中的单元越小。
应当注意的是：具有高的边长比值的块体并不能产生单元，其极限的比重近似为1:10。
7、采用命令GEN quad v，指定模型为塑性材料模型的单元。
该类型的单元提供了对于塑性问题的精确解。
然而，GEN quad 命令可能对某些形状的块体不起作用。
在此情况下，应当采用GEN edge8、Change 命令改变块体为指定的变形块体。
Cons=0意味着模型块体材料被移出或开挖。
Cons=1 改变块体为各向同性弹性特性；而Cons=3则改变块体为摩尔－库仑模型，考虑塑性特性。
缺省值为所有变形体则自动改变为Cons=1。
P219、cha nge jcons=2，所以不连续结构面的缺省模型是Jcons=2。
10、可用以下命令检查材料号Plot block mat12、INSITU命令用来初始化应力。
采用该命令，可以赋值初始应力。
13、hist xvel 5, 5 hist ydisp 0, 11 第一个是记录位移坐标（x=5，y=5）附近结点x方向的速度，而第二个是记录接近坐标（x=0，y=11）位置处y方向的位移。
14、set grav 0.0 , -9.81第一个是x方向的加速度，第二个值为y方向的加速度为9.81m/sec2（向下作用）。
1.3 UDEC算例1.3.1工程概况某隧道位于一包含高角度连续节理岩体内，节理倾角为50度，平均间距为7m，隧道为一半径为9m的圆形隧道。
贯穿于开挖面内的一垂直断层，在隧道拱顶形成了一个三角楔形体。
本算例使用UDEC的结构单元逻辑来模拟喷射混凝土和锚杆联合支护的圆形隧道开挖问题。
1.3.2构建模型隧道埋深451m，为半径9m圆形隧道，本次计算模型左右边界取41m，隧道至上下边界也取41m。
总的来说，模型长100m，宽100m。
计算模型如图1-1所示。
图1-1 UDEC计算模型1.3.3计算参数在包含高倾角节理和垂直断层的岩体内进行圆形开挖的UDEC模型岩体、节理和断层参数如下所示：表1-1 完整岩石物理力学参数密度Dens （kg/m3）体积模量K（Gpa）剪切模量G（Gpa）2500 1.5 0.6表1-2 节理、断层物理力学参数表1-3 喷射混凝土物理力学参数表1-4 岩体和喷射混凝土接触面物理力学参数表1-5 锚杆物理力学参数作为演示的目的，隧道开挖和支护是瞬时发生的。
本算例共两种支护分析被计算：第一，只施加喷射混凝土衬砌；第二，喷射混凝土和锚杆联合提供支护。
为了在第二种支护情况分析中可以更清晰的看到锚杆提供的支护，算例采用喷射混凝土的抗压强度被设置成一个很低的值，且厚度仅取为10cm。
1.3.4模拟步骤1.建立模型在UDEC中输入以下命令可建立隧道结构模型及边界。
如图1-2所示。
newround 0.1block -50,-50 -50,50 50,50 50,-50 jset -50,0 100,0 0,0 7,0 ；刷新UDEC窗口，重新调用一个新程序；块与块之间的圆角半径，必须小于块体最小边的1/2 ；建立模型框架；设置节理crack -6 -50 -6 50 tunnel (0,0) 9,16 del range area 0.08 gen edge 10 ；设置断层；模拟开挖隧道边界；删除面积小于0.08的块体；自动划分单元，单元最大边长不超过10图1-2 初步模型图2.设置单元属性和材料特征在UDEC中输入如下命令设置单元属性和材料特征。
学习资料整理—：TD-SCDMA系统概述（重点）第三代公众移动通信系统的工作频段：（一）主要工作频段：频分双工（FDD）方式：1920-1980MHZ / 2110-2170MHZo 时分双工（TDD）方式：1880-1920MHz> 2010-2025MHZ （二）补充工作频率：频分双工（FDD）方式：1755-1785MHz/1850-1880MHz时分双工（TDD）方式：2300-2400MHZo （三）卫星移动通信系统工作频段：1980-2010MHZ / 2170-2200MHZTD-SCDMA优势：频谱利用率高不需成对的频谱，能够满足未来扩展需求，为频谱分眠带来极大的灵活性相对于FDD运营商，TDD运营商频谱获取成本低，同时在业务方面，提高语音和非对称数据应用的频谱效率TD系统分配非对称上下行传输，经济高效地支持互联网接入业务结合智能天线技术，可以提供快速精确定位业务（LCS）TD-SCDMA基本原理：时分多址——在时间轴上，上行和下行分开，实现了TDD模式。
频分多址——TDD模式反映在频率上，是上行下行共用一个频点，节省了带宽。
在频率轴上，不同频点的载波可以共存。
码分多址——在能最轴上，每个频点的每个时隙可以容纳16个码道。
空分多址——通过使用智能天线技术，针对不同的用户使用不同的赋形波束覆盖。
智能天线由于采用了波束赋形技术，可以有效的降低干扰，提高系统的容量。
系统网络接曰：无线接口从协议结构上可以划分为三层：物理层（L1）数据链路层（L2）网络层（L3）L2和L3划分为控制平面（C-平面）和用户平面（U-平面）。
RLC和MAC之间的业务接入点（SAP）提供逻辑信道，物理层和MAC之间的SAP提供传输信道。
RRC与下层的PDCP、BMC、RLC和物理层之间都有连接，用以对这些实体的内部控制和参数配置UE只监听PICH信道和接收广播信道信息。
空闲模式UE由非接入层标识，如IMSI、TMSI和P-TMSI,此时在UTRAN中没有单独的空闲模式的UE信息。
1.改变水压，可以通过将渗透系数设为0来实现。
即prop jmat=2 azero=1e-4 ares=0.5e-4 jperm=0
Udec学习与总结
1 round的设置，
Round的值为模型中最小块体最小边长的1%。
太大会引起模型不正确反映。
2 要删除一部分区域，最好在建模前将这一区域划分出来。
3 change mat=1等设置材料号时，最好是一层一个号，相同材料同一个材料号也不是不可以，但是计算时运算步会变大，也不利于修改材料属性、
4，bulk和shear控制模型材料的总体软硬程度，bulk调大模型总体变硬，bulk调小，模型总体变软；内聚力控制模型的抗剪程度，udec中的塑性区变形大部分跟它有关系。
Ten控制抗拉强度，拉变形与它有关。
5 jkn对模型节理的竖向变形有关，jks与横向层理有关。
《Udec 命令总结》精华版1. 安装、打开、保存(1) 安装：①执行Udec 3.1→将Crack文件中的内容替换；②复制Udec.exe,粘贴为快捷方式→属性，目标，加入空格 256【开始内存8M，将内存改为256】，可以复制快捷方式至桌面或硬盘。
(2) 打开：① 直接在udec> 命令行输入；② 写好程序，udec>命令输入call，然后将*.txt文件拖入命令行，执行(3) 保存：输入 save d:\kaicai.sav, 调用命令rest，将kaicai.sav 拖入命令行【！！！文件名最好不用汉字，有时候不识别】注释：如果保存为save d:\111\kaicai.sav, 注意其中111文件必须提前建好，否则无法保存或者保存错误(4) 操作：Ctrl+Z选中图像可以放大，Ctrl+Z 双击复原，屏幕中会出现十字叉，按住鼠标左键不放，移动光标直到你满意的窗口为止；pause暂停，此时可以察看任何信息；continue 继续调用下面程序段。
ESC可以随时进行停止，但不能继续；英文分号 ; 表示注释不运行命令。
2. 基本命令2.1 基本设置Udec> n 【new刷新窗口，从新调用一个程序，修改后的*.txt文件必须输入n，重新运行文本文件】Udec> title 【或heading代表标题，后面紧跟标题的名称。
如：hang dao mo ni 或济宁三号井围岩变形破坏规律研究】Udec> round d 【“圆角”命令，Udec中所有的块体都有圆角，目的是为防止块体悬挂在有棱角的节点上，由于块体悬挂将产生应力集中。
d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，最大圆角长度不能超过块体平均棱长的1%。
在block命令前指定圆角长度。
如：round 0.05】图1 10×10块体圆角Udec>set ovtol 0.5 【此命令是指层与层之间的嵌入厚度，当提示为“overlap too large”时就需要修改此值更大一些，可以显示设计的块体，plot overlap！嵌入太大的原因可能为块体强度太小】Udec>set log onprintset log off 【命令用于导出数据，可以将数据导出至硬盘f:\】命令：set log f:\yuanyan.logprint pline 1 syy 【记录测线1应力】print pline 2 ydisset log off;设置观测线set pline 1 x1,y1 x2,y2 n (n--观测线分的段数)set pline 25,20 300,20 10 ;定义测线，起始点坐标，测线分段2.2 图形划分;块体命令Udec> block x1,y1 x2,y2 x3,y3 x4,y4【建立模型框架，四个坐标角点必须按“顺时针”排列，也可以为五个坐标点。
1 模型的建立建立数学模型是数值模拟工作的首要任务, 模型建立正确与否, 是能否获得符合实际计算结果的前提, 模型的设计, 必须遵循下列原则:采动覆岩移动的影响因素很多, 模型的设计,必须突出影响采动覆岩移动的主要因素, 并尽可能多地考虑其它重要因素。
模型是由实体简化的, 但应不失一般性。
模型的设计, 必须能很好地反映材料的物理力学特性,如材料的均匀性, 弱面影响及非线性等。
地下工程实际上是半无限域问题, 但数值模拟只能是在有限的范围内进行。
因此, 模型的设计,必须考虑其边界效应, 选择适当的边界条件。
任何地下工程, 也都是一个时空问题, 采动围岩移动也是如此。
因此, 模型的设计,必须能体现工作面的推进与接续, 能体现出覆岩冒落、底板膨胀鼓起及变形移动的时间过程。
模型的设计, 应尽可能便于数值模拟计算, 在模型范围及受力分析方面, 既要满足弹塑性理论对应力分析的基本要求, 又要顾及现有计算机的容量。
2 模型的基本参数各岩层物理力学参数按表2.1选取，表中抗拉强度、泊松比参考附近矿区岩层实际参数，由于该矿并没有各岩层粘聚力和摩擦角等参数，粘聚力、摩擦角和弹性模量按该岩性岩体平均参数选取，体积模量和剪切模量由泊松比和弹性模量按公式计算得出。
νE K=3（1-2） νEG=2（1+）式中：K 为岩体体积模量；G 为岩体剪切模量；E 为岩体的弹性模量；ν为岩体的泊松比。
表2.1 模型中采用的岩体物理力学参数岩层名称岩层厚度/m体积模量/GPa 剪切模量 /GPa 抗拉强度 /MPa 粘聚力 /MPa 内摩擦 角/° 砂质泥岩或粉砂岩15.63 3.125 2.542 0.8 2.5 35 11煤10.94 2.381 1.163 0.65 1.3 32.9 砂质泥岩或粉砂岩2 43.67 3.571 2.459 0.74 2.5 35 砂质泥岩或粉砂岩37.92 6.667 2.222 0.76 2.5 35 9煤6.4 2.381 1.163 0.65 1.3 32.9 砂质泥岩或粉砂岩421.83 2.857 2.609 1 2.5 35 8煤3.52 2.381 1.163 0.65 1.3 32.9 砂质泥岩或粉砂岩527.77 10 2.143 0.72 2.5 35 6煤6.35 2.381 1.163 0.65 2.3 32.9 砂质泥岩或粉砂岩611.42 10 2.1430.88 2.5 35 砾岩502.1351.6680.82.234依据工作面的地质条件, 建立图1所示的数值计算模型。
