1 引言

在《Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網絡(DFN)模型》中顯示了FLAC3D生成的DFN模型導入到Fracman的步驟。不過，對于大多數真實的研究項目，首先在Fracman中產生和細化DFN模型，然后把DFN模型導入到FLAC3D或3DEC，建立數值模型，這種轉換過程更有實際意義。不過建立DFN模型是一項非常麻煩的工作，需要反復調試，力求模擬的DFN與實測數值最大可能地接近，這已經超出了本文的范圍，這個筆記僅簡要討論了由Fracman到FLAC3D的轉換過程。

2 Fracman產生DFN

為了在Fracman中產生一個DFN模型，首先需要設置模型的范圍，這個設置類似于FLAC3D的語句model domain extent -500 500，然后用隨機幾何方法產生DFN模型。在《離散斷裂網絡DFN模型總結》中曾經總結了16種這樣的DFN模型，不過大多數模型沒有經過現場驗證。Fracman目前只包含了三種DFN產生方法：

(1) Enhanced Baecher Model

(2) Nearest Neig hbor Model

(3) Levy-Lee Fractal Model

其中，Baecher模型作過相對詳細的討論《離散斷裂網絡DFN模型---Baecher Model》。Baecher模型(Baecher, Lanney and Einstein, 1978) 是一個最早發展的離散斷裂模型。在這個模型中，斷裂中心均勻地位于空間中，使用泊松過程生成具有給定半徑和方向的圓盤形斷裂。 而增強的Baecher模型對Baecher模型進行了擴展，提供了對斷裂終點和更普遍的斷裂形狀的規定。增強的Baecher模型利用了最初生成的具有三至十六個邊的多邊形的斷裂形狀。這些多邊形可以是等邊的(長寬比為1)，也可以是細長的，長寬比(主軸與次軸的大小和方向)由用戶定義。

在增強的Baecher模型中，使用終止概率P[T|來決定終止，P[T|是一個斷裂在預先存在的斷裂上與它相交時終止的概率，所有的斷裂都是從空間中均勻分布的中心位置生成的。對于每條裂縫，程序檢查該裂縫是否與預先存在的裂縫相交。如果是的話，程序利用終止概率來決定是否截斷斷裂，使其終止于交叉點。如果斷裂在該交匯處終止，則斷裂在交匯處以外的部分將被丟棄。這可能會導致該斷裂組的尺寸分布出現一些扭曲。只有在斷裂交匯處才會發生斷裂終止。如果從均勻分布的中心產生的斷裂沒有出現斷裂交點，即使P[T|I]被設置為100%，也不會在交點處定義斷裂終止。

本次試驗使用了增強的Baecher模型, 中心點隨機產生2000條節理，斷裂產狀按照Fisher分布，斷裂尺寸(半徑)按照冪指數分布,斷裂形狀取6邊形，產生的模型如下圖所示。該模型主要的統計參數：

Number of Fracture Sets    1

P32/P33 Volume [m3]    1.3920862e+008

Number of Fractures    2000

Total fracture area [m2]    11898199

Total fracture volume [m3]    1149.0218

P32 (fracArea/volume) [1/m]    0.085470278

P33 (fracVolume/volume)[-]    8.2539555e-006

Mean pole    85.142, 14.679

Equivalent Radius [m] mean    30.760026

Equivalent Radius std dev    30.78883

Equivalent Radius min    0.0145841

Equivalent Radius max    258.48746

Area [m2] mean    5949.0997

Area std dev    12829.658

Area min    0.00066820407

Area max    209907.92

Area sum    11898199

Volume [m3] mean    0.57451088

Volume std dev    1.5456115

Volume min    2.8735707e-009

Volume max    20.645129

Volume sum    1149.0218

傾角的直方圖如下所示。

把這個模型輸出為Fracman標準的斷裂文件frac.fab。

3 導入到FLAC3D

在FLAC3D中，使用'fracture import from-file'命令導入frac.fab，使用'block'命令產生塊體，如下圖所示。

model new

model random  10000

model domain extent -500 500

fracture import from-file 'frac.fab' ...

format fracman dfn 'dfn_import' truncate

block tolerance 0.02

block create brick -10 10

block cut dfn name 'dfn_import'

block zone generate edgelength 1