图2.15 节理岩体中的矩形开挖体
初始不平衡力近似为2.0MPa。在进行700步后，降至约为10N。通过绘制两个历史可以发现，最大的不平衡力已接近零，位移接近2.7×10-3m常量（图2.16和2.17）。
图2.16 最大不平衡力历史
图2.17 在（0，2）位置的y位移历史
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模型的不平衡力在接触力和块体角点与结点的力略有差异，这与圆形角点有关。圆形在块体角点产生很小的“洞”。为不平衡力的平衡增加某些迭代步是必要的。
设置不平衡力的值： solve force = f
在此，f 为用户定义的不平衡力值。
检查不连续面的破坏条件是十分重要的。对于这个问题，初始x发现和y方向的应力分量是相同的，因此，模型中的节理不能滑动，这可以用以下命令加以验证：
Plot bou slip
所显示的图形是由模型外边界和满足库仑滑动准则的节理组成。对于选择的模型条件，有可能出现在原岩应力状态下节理发生滑动。例如，改变水平应力分量?zz到-5MPa并回到例2.10。则断层将沿着整个长度上发生滑移。如何识别初始应力在平衡计算过程中节理发生的滑移，用户应当重新评估所选择的原岩应力参数和不连续面强度。沿着节理长度滑移的模型表明该模型并非可靠。
在模拟开挖前确保模型处于平衡状态是十分重要的。通过记录几种历史以考察最大的不平衡力的衰减。如果所进行的计算步超过模型达到平衡所需的计算步，并不会影响计算结果。然而，如果不充分的计算步将影响模型的计算结果。
UDEC计算可在任何时间通过按
2.6.5 进行改变和分析
UDEC允许在求解过程中的任意部位改变模型条件。这些变化可能具有以下形式： （1）开挖材料；
（2）增加或删除边界荷载或应力；
（3）固定或释放边界结点的速度（位移）； （4）改变材料模型或块体和变形体的性质参数。
可以用DELETE 命令或CHANGE cons=0命令模拟材料开挖。用BOUNDARY xload，yload 或stress 命令施加荷载和应力。通过采用BOUNDARY xvel 或yvel命令固定边界角点。通过BOUNDARY xfree 和yfree 命令移去边界约束。用CHANGE命令改变变形块体和不连续面的材料模型。而用PROPERTY命令可改变材料性质参数。
很显然，几种命令可以重复应用，进行各种模型的改变。例如，从初始平衡状态，应用这些命令继续例2.10获得例2.11。
例2.11 开挖隧道和监测其响应 rest fall1.sav delete -2,2 -2,2
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reset disp reset hist hist unbal hist ydis 0,2 step 2000
plot blo stress disp save fall2.sav
由于采用DELETE命令，模拟开挖矩形洞室，导致模型应力的变化。结点位移与历史记录被重新设定，仅由开挖所引起位移变化被监测。建议在块体被删除后重新设定历史位置。
在矩形洞室开挖后产生很高的不平衡力，因此需要进行计算使之获得重新平衡。然而，在此情况下，没有观测到不平衡力接近很小的值，而处于其值为0.017MN的常值。进而y位移历史记录也显示在计算2000步后，在位置（0，2）的位移仍向下运动。开挖顶板上的块体已经从围岩脱离和掉落到洞室内。这由图2.18清楚地看出。不平衡力不可能接近于零，因为顶板块体应自由下落。
如果预计模型变化将导致破坏（即力的平衡条件不能获得）就不要用SOLVE命令求解。
图2.18 洞室顶板块体发生冒落
2.6.6 保存或恢复计算状态
当进行分步计算时，另外两个命令SAVE和RESTORE是有用的。在一个阶段的结
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尾（即初始平衡），采用如下命令，可以保存模型状态。 Save file.sav
式中，file.sav 是一个用户定义的文件名。扩展名.sav定义这个文件是一个保存文件。这个文件可以采用如下命令进行恢复： rest file.sav
2.6.7 简单分析的总结
在表2.5中给出了本节所介绍的主要命令。更常见的情况求解问题需要从进行一个简单的问题计算开始。
表2.5 简单问题分析的基本命令
功 能 产生块体模型 ROUND BLOCK 切割块体 CRACK JSET TUNNEL ARC 块体和节理的材料模型和参数 GEN CHANGE PROPERTY 边界条件和初始条件 BOUNDARY INSITU 初始平衡（具有重力） DAMP local SET gravity STEP SOLVE 模型变化 DELETE CHANGE PROPERTY BOUNDARY CABLE 监测模型响应 HISTORY PLOT 保存或恢复当前状态 SAVE RESTORE 命 令 －25－
2.8 系统单位
表2.6 系统单位－力学参数
SI Length Density Force Stress Gravity m kg/m3 N Pa m/sec2 m 103kg/m3 kN kPa m/sec2 M 106kg/m3 MN MPa m/sec2 cm 106g/m3 Mdynes Bar cm/sec2 3 用UDEC求解问题
本章为应用UDEC求解岩石力学工程问题提供指导。在3.1节给出地质力学分析阶段的建议。在3.2节通过例3.10 明确了模型准则和求解过程必须考虑的问题，涉及的问题如下：
（1）产生模型（3.2节）；
（2）刚体或变形块体的选择（3.3节）； （3）边界和初始条件（3.4和3.8节） （4）加载和模拟顺序（3.6节）；
（5）块体和节理模型和材料参数的选择（3.7和3.8节）； （6）改进模型效率的方法（3.9节）； （7）计算结果的解释（3.10节）。
最后，地质力学领域的模拟原理参见3.11节。在该领域进行模型分析的新手可能希望首先咨询该节。地质力学模拟方法与其他工程领域，如结构工程存在很大的不同。进行地质力学分析始终记住这一点是十分重要的。
3.1 一般性研究
模拟地质工程的过程涉及一些特殊的考虑，其设计方法也与其他人工材料结构不同。在岩土体上建造结构或在其中开挖分析与设计，必然面对相对少的现场数据以及材料的变形和强度性质参数存在较大变化的情况。获得岩土工程现场完整的现场资料是不可能的。例如，原岩应力、材料性质和不连续面特性等信息仅是部分的。
由于为设计预测所输入的必要信息是有限的，所以，地质力学数值模型主要用于理解影响系统特征的力学机理。一旦掌握了系统的特性，然后，为工程设计过程探索一些简单的计算。
面对地质工程研究总是缺少满意的数据以及缺乏对材料性质的充分理解，而在其他
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