图2.6 UDEC模型的例子
DOMAIN － 区域：是指块体间的空洞或空间。DOMAIN在UDEC模型中被处理为实体。每一个DOMAIN是由两个或多个接触面确定的封闭区域。外DOMAIN是指围绕UDEC模型的区域。
ZONE－单元：是由有限个单元组成的变形块体。在每一单元计算力学变化和温度变化。在UDEC采用三角单元。
GRIDPOINT －结点（或节点）：节点包括有限单元的角点。每一单元涉及三个节点。一对x和y坐标定义每一个节点。因此确定了有限单元的精确位置。另一节点的术语是node。
MODEL BOUNDARY – 模型的边界：是一个UDEC模型的周边。边界与模型的外区域一致。内边界（即模型内的孔洞）也是模型的边界。每一内边界通过内区域定义。
BOUNDARY CONDITION － 边界条件：是约束或控制模型的边界（即对于力学问题固定位移或外力）。
INITIAL CONDITION － 初始条件：模型受扰动（开挖）或加载（支护）前的原岩应力状态。
NULL BLOCK－开挖块：表示模型中的空域（即材料不存在）。空块体可在后来加以改变，例如，模拟回填（但一旦块体从模型中删除，就不可能恢复）。
STRUCTURAL ELEMENT － 结构单元：用来表征结构（如隧道衬砌、锚杆和锚索）与岩体的相互作用的一维单元。结构单元也可以具有材料非线性。在大应变模型中可以出现几何非线性。
STEP －求解（或迭代）：尽管一个大的问题需要上万次计算才能达到稳定解，但一般典型问题的求解需要2000～4000次循环，可以获得系统的平衡或稳态流。
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STATIC SOLUTION － 静态解：当模型中动能的变化速率接近可以忽略的情况时，UDEC就认为达到了静态或拟静态解。
UNBALANCED FORCE － 不平衡力：表示当静力分析中的力所处于的不平衡状态（即节理开始滑动或塑性流动）。
DYNAMIC SOLUTION － 动力解：尽管系统的缺省为静态求解过程，但可以进行动态分析。对于动态分析，全运动方程（包括惯性项）可被求解。动能的消耗产生直接影响。
2.4 UDEC模型：初始块体的划分
UDEC模型首先生成整个计算范围的单一块体。然后，通过用地质结构特征（如断层、节理裂隙等）和工程结构（如地下洞室与隧道等）作为边界，切割该块体成小的块体来考虑模型特征。
模型的所有块体都是通过块体质心和角点的坐标（x和y）确定。块体接触面以及变形块体的节点也通过他们的坐标位置确定。产生模型包括由端点坐标（x，y坐标）所定义的线段（splits）切割模型块体。
UDEC模型所有的条目（块体、角点、接触面、空区、节点和单元）都是通过位于主数组中的地址编号，由UDEC自动的、唯一识别和确定。这些编码号也可以用作特殊的单元。编码系统并不是顺序编码，所以用户必须通过绘图或打印加以识别。
例如，图2.7说明一个UDEC模型块体在x和y方向皆为10个单位（比如10m）。模型通过一水平不连续面（x=0,y=5 to x=10,y=5）划分成两个块体。这两个块体具有编号为2和118。块体通过位于块体角点之间的接触面连接。接触号是223和260。内部区域由两个接触面产生并由内部区域号297所识别。 显示在图2.7中的模型由列在下表中的命令产生。 block (0,0) (0,10) (10,10) (10,0) Crack (0,5) (10,5)
plot hold block num cont num dnum
两块体的每一块可通过产生有限单元形成变形体。图2.8给出了上部块体划分为8个单元和下部块体划分为4个单元的单元号。在两块体间产生了一个新的接触面（序号为606）。位于块体棱上的任何节点总会产生。新的接触606对应于上部块体的棱产生的新的角点。
Gen quad 11,6 range 0,10 0,5 Gen quad 10
Plot hold zone num cont num
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图2.7 UDEC模型块体被划分成两个刚体
图2.8 包含两个变形块体的UDEC模型
2.5 命令语法
UDEC中所有命令都是面向单词，并由主要命令单词和随后的一个或多个关键词或值构成。某些命令接受开关，即关键词修改命令的作用。每一命令都具有下列格式：
COMMAND keyword value … < keyword value … >
在此，位于 < >内的参数为选择参数。而位于（ ）表示可以该参数为任意给定的值。
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命令可依次写在命令行中。可能你已注意到，命令关键词仅前面几个字母为黑体。实际输入时仅输入这些黑体字母就可由系统识别。
2.6 UDEC应用基础
UDEC是基于命令驱动格式。命令单词控制程序的运行。本节将提供给新用户一些基本命令。为了建立一个UDEC模型进行模拟，必须考虑计算问题的基本成分：
（1）由切割产生几何问题，由此建立离散单元块体模型； （2）本构特性和材料性质； （3）边界条件和初始条件。
块体模型定义问题的几何体。本构特性及所涉及的材料参数反映模型在受到干扰后的力学响应。边界条件和初始应力定义了原岩状态，即在未受到扰动（开挖、支护、爆破等）前的应力和位移状态。
在UDEC中定义了这些条件后，可以进行改变（即开挖材料或改变边界条件），从而计算产生模型响应。像UDEC一类显式求解技术所获得问题的实际解与传统的隐式求解方法的结果有所不同。UDEC采用的是显式时间步求解代数方程，其解是在一系列计算迭代后才获得。在UDEC中计算迭代步数可以通过用户控制。用户必须确定所进行的求解迭代步数是否达到了实际问题的解。
图2.9给出了采用UDCE进行静态分析的求解一般过程。由于这求解程序符合实际物理模型的生产工序和实际条件，因此其计算过程是方便的。采用上述过程进行简单的应力分析的UDEC基本命令将叙述如下。
2.6.1 块体划分
UDEC模型是通过切割初始的UDEC块体成小的块体代表模型的实际边界。采用下述命令，建立模型块体。
Block x1,y1 x2,y2 x3,y3
在此，（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3）… 是定义块体角点的坐标对。角点必须按顺时针方向排列。角点应当与物理模型的边界条件一致。块体有很多角点，但通常从4角点块体做起。
在UDEC中所有块体都有“圆角”，其目的在于避免块体悬挂在有棱角的节点上。由于块体悬挂引起应力集中。然而，圆角值存在与模型有关的上限值。对于变形块体，最大圆角长度应当不超过块体平均棱长的1％。圆角长度可以如下命令加以改变：
round d
在此，d是圆角距离（缺省值是d=0.5）。模型中的所有圆角长度都是相同的。 建议在block命令前指定圆角长度。在block 命令后，键入plot block命令，就能够显示圆角的效果。
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建立模型 （1）生成模型块体，切割块体产生计算模型的几何体； （2）定义本构模型和材料参数； （3）指定边界条件和初始条件。 迭代计算使之平衡（模拟未扰动前状态） 检查模型响应 进行变化分析 例如： ? 地下开挖 ? 改变边界条件 迭代计算
重复其他变化进行响应分析 检查模型响应 图2.9 静态分析的一般过程
UDEC有几个命令用于产生计算模型的几何体。生成地质结构（即节理）的两个主要命令如下：
Crack Jset
Crack 命令用于产生块体中单一直线特征的裂缝。裂缝由端点坐标（x1，y1）和（x2，y2）所确定。
Jset 命令则是自动节理组生成器。根据所给定的特征参数（即倾角、迹长、岩桥长度、间距和空间位置）产生一组裂缝。
Crack 和Jset 两个命令用于产生UDEC块体中的地质不连续面，即节理并不一定完全将岩块切割成分离两个块体。然而，UDEC需要连续断裂（即所有断裂都必须切割块体）。由crack或Jset命令所产生的不连续面位置将被储存。为产生块体内连续断裂，可采用crack命令产生的断裂。刚性块体在计算过程中，或变形块体在单元划分时，没有连接形成完整块体的裂缝将被删除。
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