6.2 Phase2.0数值模拟计算程序

6.2 Phase2.0数值模拟计算程序

1.计算程序简介

Phase2.0是一个专门模拟地下岩体开挖工程的应力及应变的二维有限元软件。可用于模拟煤矿开采、不稳固岩体上隧道开挖、地下发电站洞室、露天采矿挖掘以及岩土体上的斜坡等问题。与其他三维软件相比,该软件具有建模简单、网格划分容易和后处理功能强大等特点,尤其在模拟地下开挖时有突出优势,可以模拟矿体的开采以及开采后对周围岩石及巷道工程的影响。Phase2.0的主要特点如下:

(1)功能强大。Phase2.0在解决力学特别是地质力学复杂问题方面提供了强大的功能。该软件具有一个功能强大的2D网格生成器,有4种基本形状的单元体可供选择,利用这4种单元体可构成任何形状的平面模型。Phase2.0自身还设计有6种材料的本构模型,可用于处理不同材料的问题。

(2)应用广泛。正是因为Phase2.0的功能强大性,才使它在各个领域特别是地质、岩土工程领域得到了广泛的应用。该软件可广泛用于边坡稳定性、采矿、水坝设计等各个方面的研究。

(3)界面友好。Phase2.0的操作提供了命令驱动和菜单驱动两种模式。菜单驱动模式是一种用户界面友好的人机交互方式,几乎所有的操作用户都可以通过鼠标来完成;同时,命令驱动模式为高级用户提供了快捷、方便的操作。

2.计算步骤

Phase2.0分析计算步骤如下:

(1)建立模型。Phase2.0模型可通过两种方式建立:①通过菜单工具进行建模,即通过下面的小窗口输入各点的坐标值,由依次形成点一线一面的方式完成模型的建立;②通过直接导入DXF格式文件的方式建模,但Phase2.0对导入的DXF文件有严格的要求,针对不同的类型的线分别存为不同的层,且要求规定的线型。

(2)设置项目。主要设置模拟阶段数、单位、求解方法等。

(3)网格划分。Phase2.0中有4种网格,分别为3Noded Triangles网格、6Noded Triangles网格、4Noded Quadrilaterals网格和8Noded Quadrilaterals网格。节点数越多,求解精度越高,相应的求解时间也越长,一般根据具体要求而定。

(4)施加载荷。载荷主要有初始应力、线载荷及分布载荷等。

(5)定义约束条件。约束条件主要有3种,分别为X约束、Y约束和X、Y全约束,可根据具体情况选择。

(6)定义属性。属性主要包括材料属性、线属性、锚杆属性及节理属性等。

(7)计算。

(8)后处理。Phase2.0具有强大的后处理功能,能方便、快捷显示应力、应变、位移及强度系数等,并且可以采用各种显示方式,比如等值线、云图、矢量图以及坐标曲线图等。