3dec專題

巷道錨桿支護、地應(yīng)力場反演、巖層開挖、地面注漿/水力壓裂、節(jié)理/接觸面單元、地下空間開挖、非線性動力模擬、3DEC靜力學(xué)分析、后處理、隧道掘進、圍巖、邊坡開挖；

離散元PFC專題

三軸剪切、顆粒破碎、活動門試驗、盾構(gòu)隧道、節(jié)理巖體、硐室開挖、PFC3D與FLAC3D耦合、流固耦合、孔隙介質(zhì)中Darcy流模擬等

pfc離散元

理論基礎(chǔ)及PFC入門

1 巖土工程數(shù)值模擬方法概述

1.1基于網(wǎng)格的模擬方法（有限元、有限差分、大變形處理CEL、ALE、XFEM）

1.2基于點的模擬方法（離散單元法DEM、光滑粒子流方法SPH、物質(zhì)點法MPM）

1.3基于塊體的模擬方法

2? 離散元與PFC軟件操作

2.1 離散元的基本原理（計算原理、宏觀參量與微觀參量的關(guān)系）

2.2 PFC軟件界面操作

2.3文件系統(tǒng)

2.4顯示控制

2.5幫助文檔的使用

FISH、PYTHON語言及COMMAND命令

3 PFC軟件的計算控制方法

3.1 PFC計算控制的語言邏輯

3.2 FISH語言（基本語法、函數(shù)定義與調(diào)用、創(chuàng)建模型、控制模擬過程、處理模擬結(jié)果、FISH Callback操作等）

3.3 COMMAND命令（命令結(jié)構(gòu)、創(chuàng)建模型、狀態(tài)監(jiān)測與繪圖、控制模擬過程、求解控制、狀態(tài)查詢、與FISH語言的混合使用等）

3.4 PYTHON語言（基本語法、Numpy庫的使用、接口的使用等）

離散元模擬方法

4 離散元模擬方法

4.1離散元數(shù)值試樣的生成方法

4.1.1單元試樣模型生成方法

4.1.2邊值問題（場地）模型生成方法

4.1.3連續(xù)—非連續(xù)耦合模型生成方法

4.1.4復(fù)雜顆粒形狀的模擬方法（Rblock方法、Clump方法）

4.2接觸模型選擇與參數(shù)標定

4.2.1離散元接觸模型的選擇原則—12個內(nèi)置模型

4.2.2接觸模型參數(shù)的標定方法與參數(shù)意義—以膠結(jié)顆粒材料（巖石、膠結(jié)砂土等）為例，講授參數(shù)標定步驟

4.3其他問題

4.3.1模型邊界條件施加方法（達到初始平衡狀態(tài)、開挖類模擬、填筑類模擬、加載類模擬、周期性邊界、應(yīng)力伺服）

4.3.2各種阻尼的選擇（粘滯阻尼、局部阻尼、滯回接觸模型）

4.3.3時步與時步縮放（靜力、動力問題時步及相關(guān)命令）

4.3.4試樣尺寸、顆粒數(shù)量、級配選擇

4.3.5 并行計算

土體單元試驗?zāi)M

5 土體單元試驗?zāi)M方法

5.1常規(guī)三軸剪切試驗?zāi)M(命令流+FISH)

5.1.1建模方法與注意事項

5.1.2模擬結(jié)果分析

5.1.3模擬結(jié)果可視化

5.2真三軸剪切模擬(命令流+FISH)

5.2.1真三軸加載路徑的模擬

5.2.2真三軸強度準則

5.2.3微觀結(jié)構(gòu)演變過程

5.3不排水三軸剪切模擬(命令流+FISH)

5.4循環(huán)三軸剪切的模擬(命令流+FISH)

5.5顆粒破碎過程模擬(命令流+FISH)

5.6巖石（膠結(jié)顆粒）材料的剪切過程模擬

5.7離散元模擬與彈塑性本構(gòu)模型

工程實例分析

6 工程實例分析

6.1活動門試驗?zāi)M(命令流+FISH)

6.1.1試樣級配控制

6.1.2應(yīng)力狀態(tài)控制

6.1.3孔隙比的控制

6.1.4 活動門加載的實現(xiàn)

6.2盾構(gòu)隧道掌子面穩(wěn)定性(命令流+FISH)

6.2.1主動失穩(wěn)模式

6.2.2被動失穩(wěn)模式

6.3節(jié)理巖體中的硐室開挖穩(wěn)定性(命令流+FISH)

6.3.1節(jié)理裂隙巖體的生成

6.3.2初始應(yīng)力狀態(tài)控制

6.3.3 開挖模擬

PFC3D與FLAC3D耦合模擬與分析

7 離散—連續(xù)域耦合模擬

7.1離散—連續(xù)耦合模擬方法

? 與FLAC3D中一維結(jié)構(gòu)單元耦合

? 與FLAC3D中二維殼結(jié)構(gòu)單元或三維實體單元的面的耦合

? 與FLAC3D中三維實體單元的耦合（實例）

7.2離散—連續(xù)域參數(shù)匹配

7.3基于離散—連續(xù)域耦合的三軸剪切試驗?zāi)M(命令流+FISH)

實例操作：二維殼結(jié)構(gòu)單元耦合（殼單元模擬橡膠膜-創(chuàng)建耦合墻-施加應(yīng)力邊界等向壓縮-剪切模擬

7.4基于離散—連續(xù)域耦合的地基承載力分析(命令流+FISH)

實例操作：基于Punch indentation案例的修改與實現(xiàn)

PFC-CFD耦合模擬與分析

8 流固耦合分析

8.1顆粒與流體相互作用理論（CFD模塊概況、體積平均粗網(wǎng)格法、顆粒與流體相互作用計算）

8.2流固耦合框架

? CFD網(wǎng)格、流體域邊界設(shè)置、網(wǎng)格導(dǎo)入、網(wǎng)格流體參數(shù)設(shè)置

? 孔隙率計算

? 耦合時間間隔、耦合時步、網(wǎng)格與顆粒尺寸

? 耦合步驟

8.3實例操作分析(命令流+FISH)

8.3.1單向耦合

8.3.2孔隙介質(zhì)中Darcy流模擬（Fipy應(yīng)用）

8.3.3 與FLAC3D的滲流耦合模擬

巖土工程數(shù)值模擬方法及相關(guān)軟件介紹

1 數(shù)值模擬在巖土領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1 土木工程、巖土工程、采礦工程、地質(zhì)工程、地下工程、水利水電工程等領(lǐng)域應(yīng)用介紹

1.2? 巖土工程數(shù)值計算方法簡介（有限元、有限差分、離散元）

1.3? 巖土工程數(shù)值計算軟件簡介（ANSYS、ABAQUS、FLAC3D、PFC、3DEC）

1.4? 3DEC軟件介紹（基本原理、計算模式、主要功能和模塊等）

1.5? 3DEC help文檔的使用

:? ?實例操作：認識3DEC軟件及其界面操作

3DEC實體建模

2 網(wǎng)格模型生成

2.1 簡單網(wǎng)格模型生成(自帶塊體生成方法)

2.2 復(fù)雜網(wǎng)格模型生成（Rhino、Midas、Abaqus等網(wǎng)格導(dǎo)入3DEC中生成模型）

:? ?實例操作：（1）簡單模型生成；（2）復(fù)雜Rhino模型導(dǎo)入3DEC

3DEC基本命令語句

3 基本命令語句

3.1? 生成塊體單元? ? 3.2? 設(shè)置節(jié)理? ? 3.3? 巖體分組

3.4? 賦值巖體和節(jié)理參數(shù)

3.5? 施加邊界條件

3.6? 求解計算等

:? ?實例操作：巖層開挖模擬代碼編寫

3DEC內(nèi)置FISH語言編程

4 FISH語言編程

4.1? 基本語法

4.2? 函數(shù)、變量、數(shù)值類型

4.3? 常用關(guān)鍵詞/內(nèi)置變量

4.4? 條件語句、循環(huán)語句、遍歷語句

: 實例操作：FISH編程實現(xiàn)（1）自動循環(huán)開挖;（2）自動按需保存;（3）按測線采集數(shù)據(jù);（4）個性化需求的實現(xiàn)等

3DEC節(jié)理/接觸面單元

5 節(jié)理/接觸面單元

5.1? 接觸面單元的用途及基本原理

5.2? 接觸面單元生成方法

5.3? 隨機節(jié)理生成

5.4? 接觸面單元參數(shù)獲取與賦參

:? 實例操作：節(jié)理對井筒/隧道穩(wěn)定性的影響

3DEC結(jié)構(gòu)單元

6 結(jié)構(gòu)單元

6.1? 巖土-結(jié)構(gòu)相互作用原理

6.2? 梁單元的運用

6.3? 錨桿、錨索單元的運用

6.4? 襯砌單元等的運用

:? 實例操作：巷道錨桿支護模擬

3DEC靜力學(xué)分析

7 靜力學(xué)分析

7.1? 巖土體參數(shù)獲取與賦值

7.2? 巖土體的本構(gòu)模型選取

7.3? 初始地應(yīng)力場生成

7.4? 邊界條件：靜力邊界、速度邊界、面力邊界

7.5? 計算求解與結(jié)果合理性分析? ? ?實例操作：初始地應(yīng)力場反演技術(shù)

3DEC流固耦合模擬

8 流固耦合模擬

8.1? 滲流計算基本原理

8.2? 滲流本構(gòu)模型及賦參

8.3? 滲流邊界條件、初始條件

8.4? 流固耦合分析

:? 實例操作：地面注漿/水力壓裂模擬

3DEC非線性動力模擬

9 非線性動力模擬

9.1? 動力計算基本原理

9.2? 動力邊界條件介紹

9.3? 力學(xué)阻尼及參數(shù)選擇

9.4? 網(wǎng)格尺寸與計算效率

:? 實例操作：震動對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性/安全性的影響

3DEC后處理

10 3DEC后處理

10.1 計算結(jié)果提取

10.2 切片等選擇性顯示

10.3 導(dǎo)出各類計算結(jié)果云圖

10.4 導(dǎo)出各類計算結(jié)果數(shù)據(jù)/曲線等

:? ?實例操作：各類數(shù)值模擬結(jié)果導(dǎo)出演示

工程實例分析

:? 實例1：地下空間開挖巖層運移分析

:? 實例2：隧道掘進圍巖力學(xué)響應(yīng)分析

:? 實例3：邊坡開挖安全性分析

如何學(xué)好3DEC

12.1 學(xué)習(xí)方法探討

12.2 個人經(jīng)驗交流

12.3 個人對數(shù)值模擬的認識、體會

https://mp.weixin.qq.com/s/3Bx83OtjVYoott7QFJ4VrA