【技术实现步骤摘要】
一种基于FLAC3D计算矿区地表最大水平变形的方法
本专利技术属于岩土工程的仿真模拟研究领域，更具体涉及一种基于基于FLAC3D计算矿区地表最大水平变形的方法，它弥补了FLAC3D在后处理方面的不足。
技术介绍
FLAC（FastLagrangianAnalysisofContinua）3D方法代表“连续介质快速拉格朗日分析”，是一种专门用于求解岩土力学问题的显式有限差分程序，其采用的“显式拉格朗日”算法和“混合－离散分区”技术，能够非常准确的模拟材料的塑性破坏和流动，可以基于较小内存空间就能够求解大范围的三维岩土工程问题，是一个求解三维岩土问题的最理想工具之一。近年来有许多学者应用FLAC3D数值模拟软件来模拟采矿活动对于矿区地表建筑物的影响，并取得了良好的应用效果。地表水平变形定义为一线段两端点沿线段方向水平位移值之差与此线段的长度之比，单位是mm/m，在实际采矿活动中，我们更关心地表水平变形的最大值，其力学本质就是应变张量中的最大主应变。地表最大水平变形是衡量采矿活动对于地表建筑物的影响程度的重要指标之一，对于...
【技术保护点】
1.一种基于FLAC3D计算矿区地表最大水平变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS01、使用FLAC3D建立矿区的三维数值力学模型并计算至平衡，利用FLAC3D中的listgp pos和list gp disp输出模型节点的空间坐标与位移信息，并将其合并存储在Excel中，根据所述模型的矿区地表节点的高程坐标z=h，利用Excel的筛选功能，筛选出模型中z坐标为h的地表节点，将矿区地表节点的坐标与x方向位移的信息、矿区地表节点的坐标与y方向位移的信息分别存储为.txt的文本文件；/nS02、使用Surfer软件对矿区地表节点文件进行插值：通过Surfer软件读取步骤S...
【技术特征摘要】
1.一种基于FLAC3D计算矿区地表最大水平变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01、使用FLAC3D建立矿区的三维数值力学模型并计算至平衡，利用FLAC3D中的listgppos和listgpdisp输出模型节点的空间坐标与位移信息，并将其合并存储在Excel中，根据所述模型的矿区地表节点的高程坐标z=h，利用Excel的筛选功能，筛选出模型中z坐标为h的地表节点，将矿区地表节点的坐标与x方向位移的信息、矿区地表节点的坐标与y方向位移的信息分别存储为.txt的文本文件；
S02、使用Surfer软件对矿区地表节点文件进行插值：通过Surfer软件读取步骤S01得到的两个文本文件，利用Surfer软件网格选项中的数据功能对矿区地表节点文件进行插值，选取克里金插值方法，以矿区地表节点网格单元的平均尺寸作为插值距离∆x，对步骤S01得到的两个文本文件进行插值，分别得到表示x方向位移与y方向位移的矿区地表节点水平位移点阵，所述水平位移点阵中各节点离散且等间距，并且插值后的结果以数据文件.dat的形式导出；
S03、利用Matlab计算矿区地表最大水平变形值：在Matlab中使用reshape命令将插值后地表节点的x坐标、y坐标、x方向的位移、y方向的位移分别以矩阵的形式存储在Matlab的XM、YM、XDM、YDM四个工作区中，
使矿区地表边界节点的水平位移点阵中各节点在X方向、Y方向、XY方向的应变值、、赋值为0；
根据Matlab的四个工作区中的坐标与位移信息，采用中心差分法计算矿区地表非边界节点的水平位移点阵中每个节点的应变值、、，并将矿区地表边界及非边界节点的水平位移点阵中每个节点的应变值组合为全矿区地表节点应变矩阵，利用Matlab中的命令找出全矿区地表节点应变矩阵的最大特征值和特征向量，进而求解出矿区地表最大水平变形值和方向；
S04、利用Matlab编程语言根据矿区地表节点的水平位移点阵和各节点对应的最大水平变形值绘制成等值线图，并保存Surfer软件可识别的.grd格式；
S05、在Surfer软件中打开格式为.grd的矿区地表最大水平变形等值线图，利用Surfer软件地图选项中的等值线功能对其进行后处理，从而得出表征矿区地表最大水平变形大小的云图。
2.根据权利要求1所述的基于FLAC3D计算矿区地表最大水平变形的方法，其特征在于，采用中心差分法计算矿区地表非边界节点的水平位移点阵中第i行,j列节点的、、的步骤如下：
=[XDM(i,j+1)-XDM(i,j-1)]/[XM(i,j+1)-XM(i,j-1)];
...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘轩廷，陈从新，刘秀敏，庞汉松，夏开宗，杨肖锋，王月，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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