3DEC用户手册(4.0)中文版.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：5.77M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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3DEC4.0使用指导说明书目录 1 使用说明 ........................................................................................................................................ 4 2 入门指南 ........................................................................................................................................ 4 2.1 安装和启动程序 ................................................................................................................. 4 2.1.1 安装 3DEC ................................................................................................................ 4 2.1.4 实用软件和图形处理 .............................................................................................. 4 2.1.5 版本识别 .................................................................................................................. 5 2.1.6 启动 .......................................................................................................................... 5 2.1.7 初始化程序 .............................................................................................................. 5 2.1.8 运行 3DEC ................................................................................................................ 5 2.1.9 安装测试 .................................................................................................................. 6 2.2 简单演示——通用命令的应用 ......................................................................................... 7 2.3 命令术语 ........................................................................................................................... 13 2.4 3dec 模型 .......................................................................................................................... 16 2.5 命令语法 ........................................................................................................................... 18 2.6 3dec 使用基础 .................................................................................................................. 19 2.6.1 模型生成 ................................................................................................................ 20 2.6.2 指定材料模型 ........................................................................................................ 23 2.6.3 施加边界条件和初始条件 .................................................................................... 25 2.6.4 迭代为初始平衡 .................................................................................................... 27 2.6.5 进行改变 ................................................................................................................ 29 2.6.6 保存或恢复计算状态 ............................................................................................ 31 2.6.7 简单分析的总结 .................................................................................................... 33 2.7 符号法则 ........................................................................................................................... 34 2.8 系统单位 ........................................................................................................................... 35 2.9 文件 .................................................................................................................................. 36 3 3DEC问题求解 ............................................................................................................................ 38 3.1 一般方法 ........................................................................................................................... 38 3.1.1 第 1 步：定义分析模型的对象 ............................................................................ 39 3.1.2 第 2 步：产生物理系统的概念图形 .................................................................... 39 3.1.3 第 3 步：建造和运行简单的理想模型 ................................................................ 40 3.1.4 第 4 步：综合特定问题的数据 ............................................................................ 40 3.1.5 第 5 步：准备一系列详细的运行模型 ................................................................ 40 3.1.6 第 6 步：进行模型计算 ........................................................................................ 41 3.1.7 第 7 步：提供结果和解释 .................................................................................... 41 3.2 产生模型 ........................................................................................................................... 41 3.2.1 确定 3DEC模型合适的计算范围 ......................................................................... 42 3.2.2 产生节理 ................................................................................................................ 45 3.2.3 创建内部边界形状 ................................................................................................ 50 3.2.4 选择坐标系统 ........................................................................................................ 53 3.2.5 地质特征的模型轴的方向 .................................................................................... 54 3.3 变形体和刚体的选择 ....................................................................................................... 55 3.3.1 泊松影响 ................................................................................................................ 55 1

3DEC4.0使用指导说明书 3.3.2 变形块分区 ............................................................................................................ 59 3.4 边界条件 ........................................................................................................................... 60 3.4.1 应力边界 ................................................................................................................ 60 3.4.2 位移边界 ................................................................................................................ 65 3.4.3 真实边界－选择合理类型 .................................................................................... 66 3.4.4 人工边界 ................................................................................................................ 66 3.5 初始条件 ........................................................................................................................... 68 3.5.1 在均匀介质中的均匀应力：无重力 .................................................................... 69 3.5.2 无节理介质中具有梯度变化的应力：均匀材料 ................................................ 70 3.5.3 无节理介质中具有梯度变化的应力：非均匀材料 ............................................ 71 3.5.4 具有非均匀单元的密实模型 ................................................................................ 72 3.5.5 随模型变化的初始应力 ........................................................................................ 75 3.5.6 节理化介质的应力 ................................................................................................ 76 3.5.7 测定原位应力状态 ................................................................................................ 78 3.5.8 输出模型应力的场应力 ........................................................................................ 79 3.5.9 地形应力 ................................................................................................................ 80 3.6 加载和连续建模 ............................................................................................................... 81 3.7 本构模型的选择 ............................................................................................................. 106 3.7.1 变形块体材料模型 .............................................................................................. 107 3.7.2 节理材料模型 ...................................................................................................... 108 3.7.3 选择一个合适的模型 .......................................................................................... 109 3.8 材料特性 ......................................................................................................................... 115 3.8.1 岩块性质 .............................................................................................................. 116 3.8.2 节理性质 .............................................................................................................. 127 3.9 提示和建议 ..................................................................................................................... 129 3.10 释义 .............................................................................................................................. 133 3.10.1 不平衡力 ............................................................................................................ 133 3.10.2 块体 / 网格结点的速度 ...................................................................................... 133 3.10.4 历史 .................................................................................................................... 134 3.11 建模方法 ....................................................................................................................... 135 3.11.1 有限数据系统模拟 ............................................................................................ 135 3.11.2 混沌系统的模拟 ................................................................................................ 135 3.11.3 局部化、物理不稳定和路径依赖 .................................................................... 136 5 图形界面 .................................................................................................................................... 137 5.1 概述 ................................................................................................................................ 137 5.2 菜单 ................................................................................................................................ 138 5.2.1 主菜单 .................................................................................................................. 138 5.2.2 选择颜色模式单菜 .............................................................................................. 141 5.2.3 选择节理模式菜单 .............................................................................................. 142 5.2.4 目标的活动菜单 .................................................................................................. 143 5.2.5 结构菜单 .............................................................................................................. 146 5.2.6 特殊选项 .............................................................................................................. 147 5.2.7 应力菜单 .............................................................................................................. 148 5.2.8 向量（等值线）菜单 .......................................................................................... 151 2

3DEC4.0使用指导说明书 6 杂项 ........................................................................................................................................... 153 6.1 3DEC运行时间基准 ....................................................................................................... 153 6.2 错误报告 ......................................................................................................................... 154 3

3DEC4.0使用指导说明书 1 使用说明本翻译只针对 3DEC4.0及 4.1 版本，其他版本可适当参考查阅，针对原版英文及矿大翻译版本当中的印刷错误及漏印刷进行了补全，并且本版本所给出命令全部经过 3DEC4.1版本运行测试，所给出的命令皆可用于 3DEC4.0及其同系列版本使用，本版本后续依然在持续完善中。 2 入门指南 2.1 安装和启动程序 2.1.1 安装 3DEC 3DEC程序包—包括 windows95/98/ME/NT/2000/XP 六个版本—通过光盘启动程序安装到电脑。安装文件需要 24MB 的硬盘空间。默认安装包括程序、示例文件、手册三个部分。用 pdf 阅读器查阅手册； CD- ROM安装包也包含了 pdf 阅读器的安装程序。开始安装，在匹配的光驱里放入 CD-ROM。 2.1.4 实用软件和图形处理几种的实用软件和图形设备可以帮助更好的使用 3DEC。编辑——文本编辑器用来创建 3DEC输入数据文件。可以使用任何能够产生标准的 ASCII文本文件的文本编辑器。必须注意：如果使用更“先进”的文字处理软件（例如，WordPerfect 以及 Word）：这种软件通常具有标准输出格式； 3DEC 不能识别这些说明从而引起错误。 3DEC输入文件必须是标准 ASCII格式文件。图形输出—— 3DEC支持所有与 Windows 兼容打印机。此外，一些图形程序（如 CorelDraw）可以读取 3DEC黑白或者彩色的输出。此外， PCX的格式图片、可以导入到其他应用程序，如 Windows 画图板。注意：按 F2 键生成的图片格式、取决于屏幕分辨率。通过 SET plot PCX a和 PLOT pen命令生成的 PCX格式文、件的分辨率取决于用户指定的分辨率 9（默认分辨率为 1024×768）。 3DEC也支持 EMF、BMP和 JPEG格式的图形，也可以把图形输出到 Windows 画图板。 3DEC提供了几种选择来连接 Windows 打印机。 1、通过输入 SET plot windows 命令，由 PLOT pen 或者 COPY命令产生的图形导入 Windows 打印机。注意：从数据文件生成图时使用的是当前打印机和在计算机里的打印机文件夹改变当前打印机。 4

3DEC4.0使用指导说明书 2、SET plot clipboard 命令把所有的图形输出到 Windows 剪贴板（不生成文件）。图片是增强型图元文件格式，随后可以粘贴到任何其他的兼用此格式 Windows 应用程序。 3、SET plot emf命令把图形以增强型图元文件格式输出到硬盘，然后保存以便以后参考或使用。用户把图形保存为以 emf 为后缀。 4、SET plot 命令能把 EMF、PC和 JPEG格式图片输出为位图格式。屏幕获取——图形软件可以在结果生成方面协助 3DEC。3DEC的 MOVIE 命令允许保存和显示图形图像。文件保存在“ \ITASCA\Utility”。 2.1.5 版本识别通过一个简单的版本命名系统区分 3DEC的版本号。有三个字母命名版本号，即： Version I.JK。式中： I——表示 1 J——一个整数，随着升级次数递增。通过 print version 可以查看 3DEC的版本。 2.1.6 启动默认的安装程序为 3DEC创建了“ Itasca Codes”文件夹。创建一个环境变量指向“\ITASCA\System”目录。安装所需硬件密钥的驱动程序。确保 3DEC硬件驱动连接到您的计算机 LPT1端口。要启动 3DEC，只需点击在 Itasca 文件夹下相应的图标。 2.1.7 初始化程序启动时， 3DEC将在当前目录寻找名为“ 3DEC.INI”的文件。如果没有发现，则指向 Itasca的环境变量所在的目录。 “3DEC.INI”文件包括所有的 3DEC命令。即使“3DEC.INI”的文件不存在，3DEC可以继续简单的运行。注意：在“3DEC.INI” 文件下的一些命令可能会引起一些错误。 2.1.8 运行 3DEC 可以直接运行 3DEC，也可以通过在命令驱动模式下的数据输入文件运行。如果你想运行交互命令，只需要在命令框中输入。在敲下回车键以后， 3DEC会 5

3DEC4.0使用指导说明书运行每一条命令。如果出现错误，错误消息将会显示到屏幕上。作为一种替代方法，输入数据文件可使用文本编辑器创建（见 2.1.4 节）。这个文件包含了一组命令，就像他们将进入互动模式。尽管该数据文件可能有任何名字，共同识别的扩展名（例如，“.DAT”），将有助于它区别于其他 3DEC文件（见 2.9 节）。 3DEC可以通过在命令行上输入 Call file.dat 命令读入数据文件。当 3DEC逐行读取命令时，你会在屏幕看到数据条目滚动。 2.1.9 安装测试通过“ TEST1.DAT,”“TEST2.DAT”和“ TEST3.DAT,”三个简单的测试文件可以检验你的 3DEC是否正确的安装在你的电脑上。这三个文件分别测试你的的计算机内存、绘图、打印功能。为了运行这三个文件，你的电脑必须安装一个与 windows 兼容的打印机。双击“\Tutorial\Beginner ”下的“ 3DEC.BAT”，加载代码，屏幕上出现启动标题。在 dos 模式下，输入 call test1.dat 接着按 enter 键。屏幕上出现几行命令然后这个简单的模型将会运行 1000 次。例 2.1 包含了“TEST1.DAT成功运动的结果。此图的输出总结了该模型的信息。接着，输入命令 call test2.dat。模型的运行结果将会出现在屏幕上。这是一个底部固定的垮落块体模型。按键关闭绘图窗口，并返回到 3DEC>提示窗口。如果安装了打印机，输入 call test3.dat 命令。打印机绘出图 2.1 样的图形。如果没有安装打印机，输入 quit 命令停止本次测试。例 2.1 test1.dat 的 3DEC输出 >pri max No. Cycles = 2000 MFREE = 27571 MTOP = 1250000 ISMAX = 249999 No. of blocks (total) 2 No. of blocks (visible) 2 No. of vertices 154 No. of zones 399 min max average total block vol. 2.887E+02 7.113E+02 5.000E+02 1.000E+03 block mass 5.774E+05 1.423E+06 1.000E+06 2.000E+06 zone vol. 6.659E-01 6.841E+00 2.506E+00 1.000E+03 zone mass 1.332E+03 1.368E+04 5.013E+03 2.000E+06 zone stress max total average min s11 -2.210E+04 2.365E+04 -1.479E+03 7.536E+03 s22 -1.273E+05 0.000E+00 -4.358E+04 3.975E+04 s33 -2.104E+04 1.896E+04 -5.028E+00 6.906E+03 s12 -4.905E+03 3.180E+04 8.059E+03 8.208E+03 s13 -1.111E+04 8.867E+03 1.665E+01 1.704E+03 6

grid-point 3DEC4.0使用指导说明书 s23 -4.386E+03 5.525E+03 1.671E+01 1.449E+03 x-vel y-vel z-vel fx fy fz x-dis y-dis z-dis 5.424E-01 3.478E-01 3.139E-01 2.011E-01 1.488E-03 3.512E-04 1.613E+05 2.956E+04 1.302E+06 1.299E+05 2.333E+03 2.786E+02 2.862E-01 1.833E-01 1.753E-01 1.118E-01 8.237E-04 1.929E-04 No. of contacts 1 No. of sub-contacts 58 2.2 简单演示——通用命令的应用本节为希望快速熟悉 3DEC的新用户准备，并提供了一个简单的例子来帮助你学习一些解决与 3DEC有关问题的基本知识。这是一个关于沉积岩石边坡三维模型的例子。这是一个具有急倾斜叶理面的路堑边坡和基于 Star?eld 和 Cundall 在 1988 年提出的实际问题。在叶理面和微倾断裂面同时滑动的时候产生了一个旋转破坏。经二维离散元分析这个旋转破坏机制是边坡失稳的主要机制。在边坡上的三维模型通过两个相交的不连续面，形成一个楔形。我们将会评估在不同节理摩擦值下的边坡稳定性。（在“\Tutorial\Beginner”文件夹下数据文件“ TUT.DAT,”包括了我们会用到的所有命令）。我们解决这种交互式问题（例如，从键盘输入的命令，每个命令行末尾按回车，则可直接看到结果）。双击“ \Tutorial\Beginner ”目录下的“ 3DEC.BAT”开始 3DEC>。运行 3DEC。您的计算机将加载的程序，并显示最初的互动命令行提示我们首先通过 POLY brick命令指定一个单一的多面体块。 poly brick (0,80) (-30,80) (0,50) 接着按 enter 键继续。此命令创建一个砖形多面体（坐标范围 X 方向 0-80， Y方向 -30-80，Z 方向 0-50）。通过 plot 命令可以看到这个多面体。一个多面体的透视图将出现在屏幕上。从与屏幕平行的投影面上把这个模型投影到屏幕上。依据投影面与模型参考轴的相对位置定义模型视图。该模型轴左手集（ X，Y，Z）为导向，默认为 X（东）， Z 垂直）和 Y（北）。该模型的默认视图是从观看平面方向平行于 XZ平面模型，屏幕的中心位置为模型的重心。通过键盘上的特定的按键可以移动或者旋转该模型。例如，有关的 X 或 Y 轴投影面旋转模型，按 3 键接着在数字键盘上的箭头键，（上下键模型在投影面内旋转，左右键模型在垂直投影面的方向旋转）。第五行有关于图形界面的详细介绍。 7

3DEC4.0使用指导说明书入门按 Q 键，继续并返回 3dec 互动界面。使用 JSET命令把多面体分割成单独的多面体。首先我们建立一个限制在边坡块体内的边界块体。输入命令 jset dip 90 dd 180 origin 0,0,0 jset dip 90 dd 180 origin 0,50,0 这些命令建立了两个节理面，并通过一个倾角（dip）、一个倾斜方向（dd）、一个平面位置（origin）确定节理面在该模型中的位置。倾角和倾角方向是相对模型轴来说的（在 3.2.2 节有关于模型中定义节理的更进一步的介绍）。边界块在投影图中隐藏在代表边坡实际节理结构的节理面后面（注意隐藏在投影图后的块体不能被 JSET命令切割）。通过以下命名可以隐藏边界块： hide 0,80 -30,0 0,50 hide 0,80 50,80 0,50 mark region 1 在 0

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