粘合塊體模擬
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-10
粘合塊體模擬的實例教程
這種低圍壓高應力的拉伸破壞很難使用傳統的數值模擬方法和本構模型表示裂縫的擴展過程。在基于連續介質的斷裂力學有限元中，裂縫的擴展和傳播過程通常使用XFEM來模擬，例如Abaqus(Abaqus 2021 擴展有限元 XFEM新功能)。而離散元采用了不同的途徑模擬巖體裂縫的擴展。這個筆記簡要回顧了離散元模擬裂縫擴展的方法，特別強調了粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling。
2 模擬方法
離散元模擬裂縫擴展的方法有三種：第一種方法是使用voronoi單元，早期模擬巖石脆性斷裂主要使用這種方法，而且這種方法目前還在繼續使用(二維Voronoi 塊體生成方法; 三維Voronoi塊體的單軸抗壓強度試驗); 第二種方法是粘結顆粒模擬BPM(Bonded Particle Modeling)，大約在上世紀90年代中期，離散元(PFC,UDEC,3DEC)的提出者Cundall發現如果用顆粒(ball)的組合表示巖石，然后在模型中插入節理面，那么巖石的斷裂有可能沿著顆粒之間的接觸發生，也有可能沿著節理面擴展，這一思想導致了后來BPM和合成巖體SRM的提出(離散斷裂網絡(DFN)[P4]: 創建一個合成巖體SRM)；第三種方法是粘合塊體模擬BBM(Bonded Block Modeling)，這種方法借用了BPM的發展思路，但是又不同于BPM。
3 BBM應用
粘合塊體模擬BBM是3DEC使用的一種分析巖體裂縫擴展和巖體破碎的方法。BBM由一系列非常小的四面體組成，由于尺寸足夠小，因此假定塊體是彈性的，塊體之間的接觸呈彈-塑性狀態，破壞沿著這些接觸發生。
展開 1 引言
有位同學問使用BBM【粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling；將單元zone轉化為四面體tetrahedron---block zone list poly (BBM)】生成的塊體，DFN不會將block group或BBM貫穿。這個筆記根據這個問題做了簡單的試驗。
2 BBM回顧
BBM由一系列非常小的四面體組成，由于尺寸足夠小，因此假定塊體是彈性的，塊體之間的接觸呈彈-塑性狀態，破壞沿著這些接觸發生。生成BBM的方法是使用block zone list poly命令，這個命令產生一個包含一系列block create tetrahedron命令的文件，其作用是將每個單元(zone)轉化成一個四面體塊(block)。原有的塊組、區域、材料號和本構號將應用于新的四面體塊。如果沒有指定文件名，那么系統會命名為 "poly.dat"。
3 BBM試驗
第一種情形是生成BBM+DFN之后進行block group,下圖第一個是使用block cut joint-set產生一組平行節理，第二個是使用DFN產生隨機節理，使用這兩種方法產生節理后進行分組，節理能夠穿過block group。
第二種情形是首先在BBM產生時進行分組，然后再加上DFN，如下圖所示。在這種情形下，節理也能穿過block group。不過，這兩種情形產生的塊體數量不同，這可以通過block.num來查看。
FLAC3D導入Fracman生成的離散斷裂網絡(DFN)模型
離散斷裂網絡DFN生成多個塊體的穩定性分析(block analyze-stability) (3)
展開 (4) 對于3DEC，Griddle不能輸出六面體單元，只能輸出四面體單元，由于默認的文件格式是二進制文件，因而在3DEC中導入的速度比使用block zone list poly 命令輸入的速度要快很多(將單元zone轉化為四面體tetrahedron---block zone list poly (BBM); 粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling)。
工具包括：鉆井數據管理、地質建模、塊體建模、地質統計學、礦山設計、礦山規劃、資源估算等等。
模塊化，易于定制，以適應不斷變化的需求。
擴大跨團隊和部門的數據、技能和項目知識的共享。
使用任務自動化執行的一致性。
通過對流行的GIS和CAD系統的文件格式支持，減少了數據的重復。
與GEOVIA MineSched?集成生產調度。
多語言支持。英語、中文、俄語、西班牙語和法語。
3 塊體模擬
塊體模擬(Block Modelling)用來分析地質體的空間變異性并建立體積模型，塊狀模型是一種空間參考數據庫的形式，它提供了一種從點和區間數據（如鉆井樣本數據）建立三維體模型的手段。區塊模型由內插值而不是真實的測量值組成。它提供了一種方法，可以從稀疏的鉆孔數據中估計三維體的體積、噸位和平均品位。具體地，塊體模擬能夠進行以下工作：
(1) 計算調查區域范圍內的材料的體積和質量
(2) 根據國際標準創建任何地質對象的報告
(3) 生成體積塊狀模型并進行地質統計學分析
(4) 評估礦產資源
(5) 為監管報告和投資可行性決策提供依據
而對于采礦巖石力學工程師，最有興趣的是能夠把Surpac的塊體模擬輸出到數值模型，例如FLAC3D或SLIDE3等軟件進行穩定性分析。
塊體模擬的流程大致如下: Model Space > Blocks and Attributes > Constraints > Estimation
(1) 決定模型的原點，范圍；
(2) 產生一個空模型；
(3) 決定模型的初始屬性；
(4) 產生初始屬性域；
(5) 產生約束；
(6) 施加約束;
(7) 充填模型；
(8) 檢查結果。
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1 引言
有位同學問使用BBM【粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling；將單元zone轉化為四面體tetrahedron---block zone list poly (BBM)】生成的塊體，DFN不會將block group或BBM貫穿。這個筆記根據這個問題做了簡單的試驗。
(4) 對于3DEC，Griddle不能輸出六面體單元，只能輸出四面體單元，由于默認的文件格式是二進制文件，因而在3DEC中導入的速度比使用block zone list poly 命令輸入的速度要快很多(將單元zone轉化為四面體tetrahedron---block zone list poly (BBM); 粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling)。
這個筆記簡要回顧了離散元模擬裂縫擴展的方法，特別強調了粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling。
1 引言
根據最新的一份勞工市場調查報告，全球地質和采礦行業最流行的10個地質和采礦軟件為：
(1) Leapfrog
(2) Vulcan
(3) ArcGIS
(4) Surpac
(5) AcQuire
(6) Micromine
(7) Datamine
(8) MapInfo
(9) MineSight
(10) QGIS
