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RSNMM 岩土体流形元分析软件
产品版本: V1.0
适用平台: Windows
产品介绍典型案例参考文献

软件简介

RSNMM是基于数值流形方法的计算分析软件。该方法将有限元(FEM)和不连续变形分析方法(DDA)置于统一的计算框架内,非常适合开展岩土体的连续-非连续问题的模拟。此外,该软件还可以模拟块体系统运动问题、岩土体大变形问题以及地震作用下岩土体的变形破坏问题等。RSNMM软件包括前处理模块、分析计算模块和后处理模块。用户可根据需要自动生成数值流形计算网格;计算模块参数设定简单,效率高,鲁棒性好;后处理模块可将计算结果以图表、曲线和动画的形式显示和输出。


案例1: 裂缝错动位移计算

RSNMM软件可用于不连续面的错动变形模拟。图1.1给出了一含特定裂缝的弹性体模型,采用数值流形方法对该模型进行计算分析,图1.2和1.3给出了弹性体的位移矢量图和应力矢量图(图中蓝色表示压应力,红色表示拉应力)。


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图1.1 带裂缝的弹性体

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1.2 位移矢量图

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1.3 应力矢量图

案例2: 顺层边坡开挖过程模拟 

RSNMM软件可用于节理岩体边坡开挖过程模拟。图2.1为某顺层边坡开挖分析计算网格。图2.2给出了各步开挖完成后路堑边坡的位移矢量。路堑边坡开挖后,临空面处坡体变形较为明显,且方向与岩层倾角平行,变形量值从临空面向坡体内部逐渐减小,开挖松弛区范围也随着开挖深度的增大而增大。NMM计算成果很好的反映了顺层岩质边坡在开挖过程中的变形规律。 


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图2.1 流形单元物理网格图


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(a) 第1步开挖                                        (b) 2步开挖                                               (c) 3步开挖

图2.2 开挖过程位移矢量图


案例3: 加锚节理岩体的加固效果评价

RSNMM软件可用于模拟锚杆对于节理岩体的加固作用。图3.1为某地下厂房开挖支护分析的计算网格。地下厂房开挖完成后沿着特定的软弱结构面发生错动变形。图3.2和图3.3给出了地下厂房开挖支护完成后的位移矢量锚杆内力分布,说明了节理岩体中锚杆在节理面附近的“销钉”作用比较明显。

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图3.1 地下厂房计算网格图图                3.2 地下厂房位移矢量图


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                (a) 轴力                                        (b) 弯矩                                 (c) 剪力            

图3.3 地下厂房锚杆内力图 



案例4: Vaiont 滑坡模拟

RSNMM软件可用于模拟块体系统的运动过程。图4.1给出了Vaiont滑坡启动、运动以及堆积全过程。通过对比实测与计算得到的滑坡堆积体地形,验证了计算结果的合理性。

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图 4.1 Vaiont 滑坡过程模拟(a) t=8s; (b) t=15s; (c)t=23s and (d)t=30s


案例5: 大变形、大滑动接触问题的模拟 

RSNMM用于模拟涉及材料大变形的大滑动接触问题。图5.1给出了两个相互接触的弧形梁模型,下部弧形梁固定,上班弧形梁以一定的初速度向右匀速移动。图5.2模拟了两个弧形梁发生弹性大变形的过程,在模拟过程中,两个弹性梁相互挤压错动,该计算结果很好地显示了RSNMM软件在模拟大变形、大滑动接触问题的鲁棒性。

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图5.1 两个相互接触的弧形梁模型(unit:m)


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图5.2 上部弧形梁向右平移过程中的变形过程图 (a) u=8; (b) u=12; (c) u=16; and (d) u=20. (unit:m)


案例6: 岩土边坡地震动力响应模拟

图6.1给出了采用RSNMM模拟边坡动力响应时边界条件施加的示意图。在边坡底部施加了垂直入射的正弦横波,图6.2显示了地震作用下边坡内部剪切波的传播过程。


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图6.1 边坡动力响应分析的自由场边界及底部正弦剪切波施加简图


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(a)                                                         (b)

 

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(c)                                                         (d)

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(e)                                                         (f)

图6.2  边坡内部剪切波传播过程: (a)t=0.4s, (b) t=0.85s, (c)t=1.1s, (d) t=1.4s, (e)t=1.65s, (f) t=2.1s.



1.   Wei Wei, Qi Zhao, Qinghui Jiang, Giovanni Grasselli. A new contact formulation for large frictional sliding and its implement in the explicit numerical manifold method. Rock Mechanics and Rock Engineering (2019) DOI: 10.1007/s00603-019-01914-5

2.   Wei Wei, Qi Zhao, Qinghui Jiang, Giovanni Grasselli. Three new boundary conditions for the seismic response analysis of geomechanics problems using the numerical manifold method. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 105 (2018) 110–122.

3.   Wei Wei, Qinghui Jiang. A modified numerical manifold method for simulation of finite deformation problem. Applied Mathematical Modelling, 2017, 48: 673–687.

4.   Wei Wei, Qinghui Jiang, and Jun Peng. New rock bolt model and numerical implementation in numerical manifold method. International Journal of Geomechanics, 2017, 17(5), DOI: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000669.


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