UDEC的案例
三維模型輸出到二維模型(3DEC to UDEC)
3DEC模型可以導出到FLAC3D(block to-flac3d), PFC(block to-pfc)和UDEC(block to-udec), 這個筆記討論了3DEC模型輸出到UDEC。
2 block to-udec
3DEC通過block to-udec命令能夠把3DEC模型的一個指定的剖面輸出到UDEC，工作原理很簡單，就是利用3DEC中的切片工具(Cutting Tool)指定一個面，然后用UDEC命令把這個面寫成一個文件。
一個平面的位置由基點(Origin), 法線方向(Normal)或產狀(Dip/DD)來決定。因此block to-udec命令的關鍵字是: origin, normal, dip, dip-direction。只要再3DEC環境中使用切片工具選擇感興趣的剖面，把對應的關鍵字數值寫入命令中，便可以輸出成為UDEC文件。下圖所示的是由3DEC模型輸出的UDEC模型(dip 90 dip-direction 0)。使用代碼或者在文件菜單(File>Grid>Export to UDEC...)中都可以輸出UDEC模型。
block to-udec filename 'wedge' dip 90 dip-direction 0
3 輸出內容
由3DEC到UDEC的轉化過程實際上就是寫UDEC命令的過程。
展開 UDEC軟件特點
功能強大:作為一款巖土工程數值分析首選工具，UDEC所具有的突出優勢是能為物理不穩定問題提供穩定解。基于離散單元法理論特點，UDEC特別適用于 節理化巖體及其散體系統靜/動態問題求解分析。迄今，UDEC已經廣泛應用于邊坡、洞室、廢棄料隔離、能源處理、節理化巖質壩基壩體穩定、地震/微震解譯 和深埋地下結構等一系列包括常規和非常規工程問題研究。 適用范圍廣泛:程序并不是為某單一行業領域所設計、定制。源于離散單元法的突出算法優勢，UDEC被巖土、采礦等一系列領域的科研工作者廣泛應用于分析、測試和設計工作。 方便快捷的使用特征:UDEC可運行于所有Windows操作平臺，具有命令流和圖形用戶界面 兩種操作模式。程序內核支持剛體和可變形體模擬，內置巖土工程領域幾乎全部的成熟材料本構模型，輔以靜/動態求解模式和高度友好用戶界面，使得數值分析過 程異常快捷有效。特別地，UDEC植入程序編譯器FISH，極大拓展了用戶對分析流程和UDEC內核的操控手段。 高度驗證和認可:UDEC開發成型于1984年，迄今已有20多年的成功應用歷史，具有遍布世界范圍內60個國家、超過1000個用戶的龐大用戶群，包括工程師、咨詢師和科研工作者。
展開 關于UDEC軟件的可選模塊
總體地，UDEC可處理承壓流、瞬態流、兩相流和自由液面計算等諸如此類的流體問題。
溫度分析模塊
溫度分析模塊主要針對熱傳導/對流、及熱-力耦合問題而開發。與流體分析模塊類似，該模塊可進行獨立運算，或結合其它模塊實現耦合分析目的，如參與熱-力耦合、熱-水力耦合、甚至可結合動力分析模塊進行完全動力耦合分析。
結構單元模塊
UDEC為工程支護結構的模擬提供高端技術手段，即結構單元程模塊。模塊中的結構單元庫幾乎涵蓋了現有工程處理所采用的所有支護形式，如梁、樁、錨桿/錨索、襯砌單元等。UDEC結構單元模塊的另一重要特點在于描述結構-巖/土體相互作用機理的突出優勢，支護結構與巖/土體接觸面在切向和法向均通過耦合彈簧連接，耦合彈簧的力學特征通過彈/彈塑性本構加以定義，可模擬結構-巖/土體之間的剪切滑移和脫開行為。
本構自定義模塊
UDEC為用戶提供了特定本構模型開發接口，所支持的高級開發環境為Visual C++。
展開 UDEC&3DEC的功能優勢
UDEC&3DEC的功能優勢有：
·非連續介質材料被處理成凸多邊形（UDEC）或四面體（3DEC）的集合體，塊體可以是可變行體，也可以是剛體
·不連續面被處理成塊體之間的接觸邊界
·塊體沿不連續面的運動在法向和切向服從線性或非線性的力－位移關系
·材料模型包括：線彈性、各向異性、 Mohr-Coulomb、 Drucker- Prager、雙線性塑性、應變軟化、流變、用戶自定義
·“空（Null）”材料塊用于模擬開挖回填過程
·有效應力和孔隙水力坡度計算
·結構面滲流、滲流—應力偶合計算
·結構單元邏輯描述了:
·結構面的局部加固（只加固結構面）；
·cable單元可以模擬沿錨固體全長范圍內的剪切作用；
·表面加固如噴射混凝土和襯砌
·廣泛的屏幕顯示和輸出功能:
·單獨顯示節理等結構面
·結構面計算結果的矢量和等值線繪制；
·高清晰度的屏幕交互操作功能；
·符合工業標準的圖形輸出方式
·3DEC 的預處理器可以直接讀取AutoCAD文件、轉化成3DEC數據文件生成四面體；
·隧道生成器、統計分布節理生成器、電影播放器等內置功能滿足不同需要
·利用內外域偶合功能模擬無限域問題
·系統的真時間歷程瞬時動力響應模擬
·內置熱源的熱和熱力學問題模擬
·襯砌單元邏輯和有限元塊體使得3DEC可以模擬易彎曲的薄型結構
·用戶可以C++編寫自己的本構模型作用程序的動態鏈接庫（DLL）被調用。
展開 
UDEC 的功能優勢
UDEC 的功能優勢：
非連續介質材料被處理成凸多邊形（UDEC）或四面體（3DEC）的集合體，塊體可以是可變行體，也可以是剛體
不連續面被處理成塊體之間的接觸邊界
塊體沿不連續面的運動在法向和切向服從線性或非線性的力－位移關系
材料模型包括：線彈性、各向異性、 Mohr-Coulomb、 Drucker-Prager、雙線性塑性、應變軟化、流變、用戶自定義
“空（Null）”材料塊用于模擬開挖回填過程
有效應力和孔隙水力坡度計算
結構面滲流、滲流—應力偶合計算
結構單元邏輯描述了:
結構面的局部加固（只加固結構面）；
cable單元可以模擬沿錨固體全長范圍內的剪切作用；
表面加固如噴射混凝土和襯砌
廣泛的屏幕顯示和輸出功能:
單獨顯示節理等結構面
結構面計算結果的矢量和等值線繪制；
高清晰度的屏幕交互操作功能；
符合工業標準的圖形輸出方式
3DEC 的預處理器可以直接讀取AutoCAD文件、轉化成3DEC數據文件生成四面體；
隧道生成器、統計分布節理生成器、電影播放器等內置功能滿足不同需要
利用內外域偶合功能模擬無限域問題
系統的真時間歷程瞬時動力響應模擬
內置熱源的熱和熱力學問題模擬
襯砌單元邏輯和有限元塊體使得3DEC可以模擬易彎曲的薄型結構
用戶可以C++編寫自己的本構模型作用程序的動態鏈接庫（DLL）被調用
展開 離散斷裂網絡[DFN.]FISH函數分類與解析(UDEC和3DEC)
下面的試驗與討論基于UDEC/3DEC 7.0。離散斷裂網絡模擬和操作可分為兩個層次：一個是DFN，DFN用在DFN水平上進行操作，另一個是Fracture,fracture用來操作DFN內的斷裂。這個筆記簡要討論了DFN層次上的操作函數。
2 DFN函數
DFN FISH共有22個函數，其中3個只有在3DEC才有，這三個UDEC沒有的函數分別是:
dfn.contact.list(D_PNT<,INT>);
dfn.contact.list.all(D_PNT<,INT>);
dfn.prop(D_PNT,STR)
下面按照函數的功能以及傳遞的參數值對這些函數進行了分類。這樣的分類比直接按照字典順序給出更容易理解和掌握。當產生一個DFN后，便可以使用這些函數對DFN進行操作。
fracture generate dfn 'p1' fracture-count 100
(1) 尋找指針
UDEC和3DEC的數據都是以鏈表結構儲存的，因此為了操作DFN中的數據，首先需要獲得DFN的指針，指針通過dfn.find(ad)函數獲取，ad為DFN的名稱或者ID, ID的索引從1開始。
(2) 不需傳遞參數的斷裂類型，ID和數量
有三個函數不需要任何傳遞參數，它們是：
[1] dfn.maxid 獲得最大的DFN ID值。當模型有多個DFN組成時可以獲取最大的ID值，如果只有一個DFN，那么返回值是1.
[2] dfn.num 獲取模型中DFN斷裂的總數量。在實際建模時，這個函數比較有用，可以用來查看模型的規模。
[3] dfn.typeid 獲取DFN的類型號。類型ID可以用來唯一地識別DFN FISH的指針，并將其與任何其他類型的FISH指針區分開來。
展開 顆粒流介紹 附UDEC4.0破解版下載
下載地址：UDEC4.0破解版
UDEC7.0煤層建模開挖代碼 ￥66
由于現場監測的局限性，在煤體開采過程中產生的冒落，垮落形態等問題不能很好的表現出來，難以直觀的觀察研究裂隙發育情況，而離散元軟件UDEC可以模擬裂隙的發育演化規律。從建模、賦參、設置邊界條件到fish逐步開挖，相關代碼如下：
model new
block tolerance corner-round-length 1E-2
block tolerance minimum-edge-length 2E-2
block contact tolerance overlap 1.0
block create polygon 0,0 0,275 600,275 600,0
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
block cut crack (0,20) (600,20)
block cut crack (0,27) (600,27)
block cut crack (0,32.8) (600,32.8)
;......
展開 離散斷裂網絡DFN三維模型與二維模型的傾角(Dip)近似等效方法
4 UDEC的一個小Bug
在試驗上述模型的過程中，無意中發現了UDEC的一個小bug, 當取出一條斷裂的傾角時，計算本身沒有問題，但在FISH變量的顯示面板中，無論如何改變斷裂的ID，那個值始終不變。
[fp = fracture.find(5)][fdip = fracture.dip(fp)][io.out(fdip)]
我相信這是軟件的一個Bug, 但為啥顯示的是這條斷裂的傾角，而不是其它斷裂的傾角，目前還不知道是啥原因。
5 UDEC不能使用先進的遍歷算法
在上述試驗過程中，也發現UDEC目前還不能使用新的遍歷算法，只能使用loop foreach。
define find_dip sum = 0 loop foreach fp fracture.list fdip = fracture.dip(fp) io.out(fdip) sum = sum + fdipend_loop
新的循環算法只使用一句代碼，目前在3DEC，FLAC3D和PFC 7.0 中能夠使用，但還沒有改進到UDEC中。
[fdip = fracture.dip(::fracture.list)]
6 3DEC新的改進(7.00.144)
剛剛看到3DEC 7.00.144 (12/02/2021)出來了，簡要描述新版的改進之處。
(1) 增加了range jmodel 命令。我怎么記得早期的版本就有這個命令呢。
展開 語義相關的Doc2Vec模型訓練參數優化
下面以關鍵詞UDEC為例，比較epochs為20和10時的結果。
從上圖可以看出，當epoches=20時，能夠產生出一些UDEC的細節，例如cell_space和config_cell (Cell Space Detection---UDEC的單元映射算法), 但代價是訓練時間過長，不過epoches=10時的效果也不算太差。如果繼續降低epoches的數目，例如epoches=5, 訓練時間變為12分鐘。現在檢查結果，與UDEC語義相關的詞匯變為:
universal_distinct_element_code
udec_manual
flac3d
udec_model
joint_generator
solve_fos
itasca_consulting_group
由此可以看出，隨著epoches數目的增加，語義相關的詞匯逐漸由宏觀到微觀。設置epoches值在很大程度上取決于我們要達到的目的。
4 矢量尺寸
在過去的訓練中一直取vector_size=200。下面檢查vector_size=100時的結果，同時取epoches=5，運行時間仍然為12分鐘，可見vector_size值不會顯著影響訓練時間。再檢查與UDEC語義相關的詞匯：
universal_distinct_element_code
udec_model
itasca_consulting_group_inc
udec_manual
fictitious_joints
phase2
這個結果與上面的結果相比較，發現內容差不多。可見vector_size這個值取100或200對于我們的數據集影響不多。
展開 離散斷裂網絡DFN三維模型與二維模型的傾角(Dip)近似等效方法
4 UDEC的一個小Bug
在試驗上述模型的過程中，無意中發現了UDEC的一個小bug, 當取出一條斷裂的傾角時，計算本身沒有問題，但在FISH變量的顯示面板中，無論如何改變斷裂的ID，那個值始終不變。
[fp = fracture.find(5)][fdip = fracture.dip(fp)][io.out(fdip)]
我相信這是軟件的一個Bug, 但為啥顯示的是這條斷裂的傾角，而不是其它斷裂的傾角，目前還不知道是啥原因。
5 UDEC不能使用先進的遍歷算法
在上述試驗過程中，也發現UDEC目前還不能使用新的遍歷算法，只能使用loop foreach。
define find_dip sum = 0 loop foreach fp fracture.list fdip = fracture.dip(fp) io.out(fdip) sum = sum + fdipend_loop
新的循環算法只使用一句代碼，目前在3DEC，FLAC3D和PFC 7.0 中能夠使用，但還沒有改進到UDEC中。
[fdip = fracture.dip(::fracture.list)]
6 3DEC新的改進(7.00.144)
剛剛看到3DEC 7.00.144 (12/02/2021)出來了，簡要描述新版的改進之處。
(1) 增加了range jmodel 命令。我怎么記得早期的版本就有這個命令呢。
展開 
關鍵詞提取---PyTextRank和Spacy的工作原理
the Fast Langrangian Analysis ORG
Continua PERSON
FLAC3D CARDINAL
UDEC ORG
3DEC NORP
1994 to 1997 DATE
1998 DATE
UDEC ORG
three CARDINAL
three CARDINAL
two CARDINAL
1998 DATE
3DEC PRODUCT
three CARDINAL
the Chuquicamata Mine ORG
two CARDINAL
1999 DATE
在這個過程中，也下載了兩個中文Spacy模型作為后備使用。
zh_core_web_lg (V3.1.0 7/23/2021)
zh_core_web_trf (V3.1.0 7/23/2021)
展開 計算factor-of-safety時需要考慮的一些問題
在UDEC中使用block solve ratio 1.0E-5 elastic命令。
(5) 在計算安全系數前考慮要不要啟動節點混合離散化NMD算法，NMD的討論參看下面的鏈接：
壓縮試驗模擬考慮的幾個問題(本構模型和NMD算法)
耦合模擬---3DEC中的有限元塊體([feblock]Finite element blocks in 3DEC)
(6) 在計算安全系數之前考慮要不要把所有節點的位移和速度初始化, 例如zone gridpoint initialize displacement (0,0,0)，UDEC使用block gridpoint init命令初始化。
(7) 當使用三維模型模擬一個二維平面應變問題時，沒有必要把y方向的長度設置成大于一個單位厚度的數值，因為這可以大大減少運行時間但不損失結果精度。
(8) 當邊坡需要錨固時，錨固的起始位置點必須與邊坡面的網格點連接在一起，否則錨固不起作用。Itsaca軟件不像其它軟件可以直接用鼠標布置錨桿位置，為了精確地定位點的位置，需要使用gp.near函數獲得錨固的起始位置點。
(9) 使用強度折減法計算安全系數，其位移可能不是真實的位移，以前在Plaxis的模擬中也討論過類似問題，因此不必太多在意位移，主要檢查安全系數和應變剪切帶的形成。
(10) 迄今為止，有一個問題沒有解決。盡管在計算安全系數時不必在意位移，錨固后的安全系數確實比沒錨固時的安全系數提高了，但最大位移量確實比沒錨固時的最大位移量大。這個問題還在繼續考慮中。。。。。
展開 淺談巖土有限元分析軟件
UDEC使用離散元來進行模擬，對節理處理的很好，很多高校的老師都開始研究離散元方面了。
PFC，同濟周健老師的團隊研究PFC很強大，已經做出了很多成果。顆粒流，很炫！
Itasca系列軟件巖土工程專業軟件共同特點如下：
針對巖土體問題開發、但不限于巖土體問題；可以解決大變形、甚至幾何形態破壞問題；可以追蹤記錄破壞過程；多種巖土本構；地質結構面模擬；真時間歷程動力模擬；地下水模擬；內置外接程序語言滿足用戶特定要求
FLAC2D/FLAC3D 巖土體工程高級連續介質力學分析軟件
目前，FLAC有二維和三維計算程序兩個版本，二維計算程序V3.0以前的為DOS版本，1995年，FLAC2D已升級為V3.3的版本，其程序能夠使用護展內存，至今已發展到V6.0版本。FLAC3D是一個三維有限差分程序，目前已發展到V4.0版本。并且其推出的FLAC SLOPE有了WINDOWS界面。
UDEC（4.0）/3DEC（4.1） 高級非連續力學分析軟件
UDEC和3DEC針對巖體不連續問題開發，模擬非連續介質在靜/動態荷載作用下的反應、包括塊體間的完全脫離，采用顯式差分方法求解，實現對物理非穩定問題的穩定求解，可以追蹤記錄破壞過程和模擬結構的大范圍破壞。幫助采礦和巖土工程師進行分析和設計高級非連續介質程序。UDEC和3DEC可以模擬節理巖體介質在準靜態或動態荷載作用下的反應。不僅可以模擬接觸的脫離，也可以偵察新接觸的產生和模擬新產生的接觸的力學行為。
應用領域包括涵蓋采礦、土木、石油、和廢料隔離等，是非連續巖石力學與結構問題的首選分析程序。
展開 物理模擬技術---基底摩擦模型的歷史回顧(Base Friction Model)
1970年代初，正在倫敦帝國理工學院攻讀博士學位的Cundall受到Goodman基底摩擦模型的啟發，編寫了一個用于分析巖體傾倒破壞的計算機程序，即后來的UDEC[Cundall, P. A. (1971) A computer model for simulating progressive, large scale movements in blocky rock systems. Proceedings of the International Symposium on Rock Fracture, Nancy, France, paper 11–8.], 這篇論文成為巖石力學領域被引次數最多的論文，而UDEC現在已經成為分析巖石工程問題工業標準的計算機軟件。下圖所示的是Cundall在這篇論文中提出的原始離散元模型，用來模擬巖體的傾倒破壞。
3.1 邊坡
Pritchard(1990)[Numerical Modelling of Toppling]使用UDEC模擬了基底摩擦模型的撓曲傾覆(Flexural Toppling)，重現了小規模的基底摩擦臺的撓性傾覆模型，計算機模型在基底摩擦模型的基礎上放大了100倍。RS2對這個試驗進行了證實。模型的幾何參數和物理力學參數如下：邊坡高度30.5m, 邊坡角78°，節理傾角60°，節理摩擦角39°，巖石抗拉強度0，巖石單位重量25.506kN/m^3。計算的安全系數為0.75~0.76, 下圖所示的是位移分布和單元屈服分布。
Khan(2010)[Investigation of Discontinuous Deformation Analysis for Application in Jointed Rock Masses.
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