模拟开挖过程的DDA计算及实时图形显示

DDA计算主菜单如图5-6所示。在DDA计算中，需要读入两个文件，一个是前处理生成的块体几何文件bl*.dat；另一个是计算控制参数文件df*。选择菜单项“Df data file”，显示图5-7对话框，可以对弹簧刚度、计算步数、计算最小误差、计算结构物理参数等数据进行检查和修改。

菜单项“Calculate”是进行非开挖工况进行计算，DDA计算DF程序已被移植成Visual C＋＋程序，不同于DC程序是镶嵌在本程序中的执行程序，因此对计算程序根据工程需要作了一些补充修改。

图5-6　DDA计算主菜单

图5-7　计算参数设置编辑对话框(www.xing528.com)

菜单项“Calculate(joint lock)”是在计算过程中，前1/2时间将块体间接触面给出一个很大的抗剪强度参数，相当于将结构面锁住，此时计算的位移是只有结构的弹性位移。待计算收敛后，再放开节理锁，采用实际工程的节理面抗剪强度参数，继续进行计算，直至计算收敛。这样做有两个目的:其一是节理面锁定计算相当于先计算了岩体的初始应力和位移，使计算更趋合理；其二是把计算结构的弹性变形和沿节理面产生的张开、滑动和旋转变形区别开来，便于整理计算成果，分析计算结构的稳定状态。

菜单项“Excavation Caculate”是执行开挖工况的DDA计算，可模拟工程边坡的多步开挖过程。

“Calculate(cohesion)”菜单项用于设定凝聚力C的作用。在DDA计算中，一旦接触面出现张开或滑动，该接触面的黏聚力C将不再起作用，接触面变成纯摩指标，如果弹簧刚度给的较大，在接触力的调整过程中，可能出现不应有的接触面张开或滑动，计算得到的局部和整体安全系数将偏于保守。因此，设置“Calculate(cohesion)”功能是保证黏聚力在计算中的作用。

在计算过程中，用户可在屏幕左上角动态画出安全系数收敛曲线，收敛曲线的收敛速度以及最后曲线的平直程度是判断弹簧刚度、时步长、最大位移百分比等参数取值合理性的重要指标，可以根据安全系数收敛情况对参数设置是否合适做出判断。

每次计算结束后，程序将各迭代步得到的安全系数存入单独文件中，文件名为FS.TXT，当整理结果时，可用Excel图形功能画出迭代收敛曲线，方便检查迭代收敛情况和最终的安全系数。

DDA计算过程中，对于每一迭代时步，刷新屏幕图形显示，显示计算结构当前的变形状态。DDA计算的迭代速度是很快的，可以在屏幕上看到块体间张开、滑动和旋转变形，最后块体滑落以及块体间相互碰撞并弹开的整个过程，犹如动画演示、十分逼真、非常直观。