三種生成預制裂隙的方法

    預制裂隙的裂紋擴展也是近年比較熱的研究課題,因為巖石往往不會是一個完整的,所以研究含裂隙的巖石非常有必要。但是隨機裂隙又不是特別的規律性,所以預制裂隙的研究就顯得尤為重要。

    這里介紹三種預制裂隙的方法。

一、刪除顆粒形成預制裂隙

    這個是最簡單也是最直接的方法,直接根據裂隙的角度、長度、厚度,在我們需要加裂隙的地方刪除原本存在的顆粒。注意這個裂隙的平整度對顆粒數要求比較高,如果裂隙厚度大于顆粒粒徑很多的話,效果會比較好點。

    下面為在已經加膠結的試樣中刪除顆粒的方法:

 這里的裂隙都為角度為30,厚度為10mm,長度為0.1*wlx的裂隙。

    這里的邏輯也比較簡單,range后面加多個條件是取交集的意思,這里其實有兩個range。

    第一個range是一個plane,plane可以指定某個半平面,還有個用法,是指定這個plane線附近的區域。這里就是第二個用法,origin和dip確定直線,distance確定的是離這個直線的距離,我們試一下不加后面x條件下是什么效果:這里因為厚度沒有比粒徑大很多,導致某些顆粒沒刪除,可以看出不加x條件的話,刪除了有厚度的線區域。

三種生成預制裂隙的方法的圖1

    加了x條件取了交集后,就是我們想要的區域了:

三種生成預制裂隙的方法的圖2

二、使用dfn施加sj模型

    在PFC手冊里面也有一個使用dfn加滑裂面的例子,這里道理一樣,先生成我們所需要的dfn,然后在dfn某距離內生成sj模型就可以了。這個邏輯也不難,sj模型我了解的不深,所以這里我也不敢多講。

    效果如下:

三種生成預制裂隙的方法的圖3

三、直接生成預制裂隙的膠結材料

    這個方法是我比較推薦使用的,應該也沒多少人會去用,這個方法的優點在于:

1)裂隙平整,且不會受粒徑影響

2)不會像第二個方法一樣在裂隙中間還存在顆粒

    這個方法的邏輯是在預壓的時候,在裂隙位置生成wall,然后刪除wall內的顆粒,并且繼續伺服,之后生成膠結,刪除這個wall。

    這部分代碼可能比較復雜,這里的長度和角度忘了和前面統一了,用戶可以自己修改一下。

    邏輯是根據裂隙的長度厚度和角度找到wall的四個節點,生成wall后平衡。

    運行完后,試樣中間的藍色就是我們的墻,這個是個矩形,因為比較薄,所以看上去像一條線。

三種生成預制裂隙的方法的圖4

之后加膠結并刪除墻:

[object Object]

四、效果比較:

方法一:

三種生成預制裂隙的方法的圖5

方法二:

三種生成預制裂隙的方法的圖6

方法三:

三種生成預制裂隙的方法的圖7

對上述三個方法進行評價:

如果生成寬裂隙,方法1和方法3都很好,方法2不太行。

如果生成窄裂隙,方法2和方法3都可以,方法1不太行。

綜上:方法3大家可以好好學一下。

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