发布时间 : 星期一 文章RFPA-2D 岩层移动版说明书 - 图文更新完毕开始阅读61d62cbbb90d6c85ed3ac657
分标准为：只要数值模型中的单元尺寸能够反映或者基本反映这种细观特征尺度，那么该模型的单元尺寸就是合理或者基本合理的。
RFPA选取等面积四节点的四边形单元剖分计算对象。为了使问题的解答足够精确，RFPA方法要求模型中的单元足够小（相对于宏观介质），以能足够精确的地反映介质的非均匀性。但它又必需足够大（包含一定数量的矿物和胶结物颗粒，以及微裂隙、孔洞等细小缺陷），因为作为子系统的单元实际上仍是一个自由度很大的系统，它具有远大于微观尺度的细观尺度。这以要求正是为了保证使剖分后的单元性质尽量接近基元性质。尽管这样会增加计算量，但是问题的处理变得简单，而且随着计算机技术的高速发展，计算机瓶颈的影响将会逐渐消除。
由于模型中的基元数量足够多，宏观的力学行为，本质上是介质大量基元力学行为的集体效应。但是每个基元的个体行为对宏观性能的影响却是有限的。正如夏蒙棼（1995）所指出的：―对单个个体的力学性能作详尽无遗的描述不仅不可能，而且也不必要，只需给出一个详略得当的描述即可‖。RFPA系统正是基于这种原则对基元的力学行为进行描述的。 3）基元赋值
基元的引入：
细观力学认为：通过细观单元的变形、破坏的个体行为的积累
7
来反映宏观行为的演化，为研究介质变形和破裂的宏观行为提供了一种新的途径。所谓的基元，是构成介质的基本细观尺度单元，是在物理力学性质方面能够代表介质特征的最小单元。在岩石破裂过程分析RPFA系统中，为了能够充分考虑介质力学性能的非均匀性以及由这种非均匀性引起的变形、破裂过程的复杂性，我们引入了三种特性的基元，即基质基元、空气基元和接触基元。
基质基元；是指基元在模型中的当前功能为实体介质。它的性能由岩石的本构关系来描述。
空气基元；是指基元在模型中的当前功能为虚体特性。当单元介质在拉应力条件下发生断裂后，形成断裂面。就断裂面的物理本质而言，也就是应力的传递在此出现不连续或中断。通常的数值计算方法解决这一问题的方法是将单元中的节点分开，或者是将单元从模型中去掉。但是，这样做的结果使得模型的数学处理变得极其复杂，而且一般不适合多裂纹、特别是多裂纹相互交叉的情形。RFPA系统采用的裂纹处理方法，即空气基元。当基元介质发生断裂后，我们不是将该单元从模型中去掉，而是用弹模极低的基元性质取代原有的实体基元的性质，由于新的基元弹模极低，可以近似的认为实体介质的行为已不存在，这样在不改变模型数学结构的前提下，却可以使得模型在总体特性上能够反映出因基元破裂而引起的物理特性的改变。
接触基元；压、剪破坏后的基元在一定范围内维持残余强度状
8
态。但是，对于现实中的介质来说，破坏后的介质在继续受压应力、特别是各向均受压应力的条件下，将出现所谓的压密或压实现象，其力学表现则是压密后的介质刚度不仅不降低，反而出现上升。从而引入了接触基元。
所谓基元的相变，三种基元在一定条件下，将由一种突然转化为另一种，这种其力学性质全然改观，叫做相变。其临界条件即为相变点。
9
RFPA方法中假定离散化后的细观基元的力学性质服从某种统计分布规律（如Weibull分布），由此建立细观与宏观介质力学性能的联系。如我们引入Weibull统计分布函数来描述，即：
m????????0?0??m?1?e???????0????m （2-1）
式中：?——材料（岩石）介质基元体力学性质参数（弹模、强度、泊松比、自重等）；
?0——基元体力学性质参数的平均值；
m——分布函数的性质参数，其物理意义反映了材料（岩石）介质的均匀性，定义为材料（岩石）介质的均匀性系数，反映材料的均匀程度；
????——是材料（岩石）基元体力学性质?的统计分布密度。
10