[发明专利]显式动力学地应力初始化方法、系统、介质、计算机设备

说明书

本发明属于地下工程数值模拟技术领域，公开了一种显式动力学地应力初始化方法、系统、介质、计算机设备，显式动力学地应力初始化方法包括：根据实际地下工程问题建立数值模型；并根据具体的地理环境为模型赋予相应的动力学参数；对建立的数值模型设置特定的边界条件；对模型进行显式动力学计算直至模型达到稳定。本发明直接将应力初始化过程整合到显式动力学的计算流程中，大大地简化了传统的应力初始化方法，并且操作简单，对模型的材料、边界等的设置容易，最终能够得到较为准确的地应力分布情况，优化了深地工程数值模拟领域的一个关键性问题。

技术领域

本发明属于地下工程数值模拟技术领域，尤其涉及一种显式动力学地应力初始化方法、系统、介质、计算机设备。

背景技术

目前，深地爆破工程往往具有施工难度大，地理条件复杂等问题，如川藏铁路的修建，沿线具有非常高的桥隧比，且大量的隧道的埋深都高达数千米。在施工之前，很有必要对相关工程进行数值模拟进行研究。利用数值模拟技术，可以使得对于深地施工特性更为了解，进而设计出更为理想的施工方案。在进行深地问题的数值研究时，如何准确而高效地施加地应力是一个非常关键的问题。

传统的数值模拟中，往往先对工程问题建立静力学模型或者隐式动力学模型，然后施加相应的荷载，最后计算得到该荷载下的初始应力分布，然后将其作为初始条件导入到显式动力学模型中进行计算，这一方法往往较为耗时，且模型的参数设置上面会较为繁杂。为了更加简单而高效地对深地问题的数值模型施加初始地应力，一种新的方法是急需的。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的初始化方法需要耗费大量时间，且参数设置复杂繁琐。

解决以上问题及缺陷的难度为：鉴于传统应力初始化方法的复杂过程，应力初始化部分约占据整个分析过程60％以上的时间，且对计算机核数和内存要求较高，致使很多相关工程直接放弃该应力初始化步骤，而直接进行分析，结果产生较大的误差。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明为深地工程数值模拟领域提供了一种准确且高效的动力学应力初始化方法，直接将应力初始化过程整合到这个显式动力学计算流程中，极大地缩短计算时间和降低计算难度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种显式动力学地应力初始化方法、系统、介质、计算机设备。

本发明是这样实现的，一种显式动力学地应力初始化方法，所述显式动力学地应力初始化方法包括：

根据实际地下工程问题建立数值模型；并根据具体的地理环境为模型赋予相应的动力学参数；

对建立的数值模型设置特定的边界条件；对模型进行显式动力学计算直至模型达到稳定。

进一步，所述动力学参数包括但不限于岩石的密度、体积模型、动态剪切模量和动态泊松比。

进一步，所述特定的边界条件包括：透射边界条件以及相应的常应力边界条件。

进一步，所述显式动力学地应力初始化方法在AUTODYN中对数值模型进行显式动力学计算，直到模型内部应力趋于稳定，应力初始化成功。

进一步，所述显式动力学地应力初始化方法对模型进行显式动力学计算直到模型达到稳定。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

根据实际地下工程问题建立数值模型；并根据具体的地理环境为模型赋予相应的动力学参数；

对建立的数值模型设置特定的边界条件；对模型进行显式动力学计算直至模型达到稳定。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：