备受期待的ITASCA高级三维离散介质力学分析程序最新版本3DEC V9.0 近日正式发布。作为世界最先进的岩石力学离散元仿真分析工具之一，3DEC V9.0 依然秉持ITASCA致力于解决采矿、土木和能源工程中岩土力学难题的开发宗旨，以ITASCA集团在高级岩土力学软件研发领域四十余年的专业背景及丰富的工程实践经验积累为基础。3DEC V9.0 是业界领先的ITASCA系列软件产品（FLAC3D、FLAC2D、PFC Suite、UDEC、XSite、MassFlow、MineDW和Griddle 等）中的一员，适用于解决边坡稳定性、开挖支护、隧道、岩土体-结构相互作用、砌体结构及地震动力模拟等岩土工程问题。
图：3DEC V9.0 正式发布
3DEC V9.0主要技术亮点
高效动力分析计算：岩土体、工程结构在受到如地震或爆炸冲击等动力荷载激励作用下，会自然耗散振动能量。动力分析计算中需引入人工阻尼技术以真实体现相应的能量损失。
对于时域地震变形分析，3DEC V9.0 引入Maxwell动态阻尼，求解速度比使用传统的Rayleigh阻尼提升10到200倍。Maxwell阻尼的引入，极其利于大型工程项目中进行三维动力分析及岩土体-结构相互作用计算。
优化结构面逻辑：3DEC V9.0 对结构面逻辑进行了优化，引入了基于接触而非块体来定义节理的能力，大大提高在块体之间定义接触的精确及灵活性。在此版本中，3DEC的切割操作不会造成已有节理失效，确保了已有节理与生成节理间的连续性。此外，自定义切割范围的机制被纳入至块体切割的操作中，无需在切割块体前隐藏其他块体，大大简化工作流程，建模过程更为高效便捷。
图：同一稳态分析模型计算效率对比，左为3DEC V7.0 右为3DEC V9.0
优化粘结块体模拟技术（BBM）：3DEC 中的粘结块体模拟技术（BBM：Boned Block Modeling）可用于模拟完整、脉状岩石或岩体，将其视为粘结性四面体块体的集合体，这些粘结在一起的块体可由于应力集中而沿其表面发生破裂，从而模拟岩体破裂过程，包括启裂、扩展及破坏，并形成特定的损伤模式及材料膨胀现象。
新版本中BBM技术的优化之处包括：（1）支持指定四面体块体尺寸的随机性，模拟非均质材料；（2）支持禁用顶点对顶点接触选项，提高模拟求解的性能。
图：左图为均匀生成BBMs，右图为在最小和最大尺寸范围内均匀生成的BBMs，第二种方法可避免材料结晶和人工强度的产生
新增专业本构模型：新增三个专业本构模型（Concrete、Columnar-Basalt和Von-Mises），除可选模块之外，3DEC V9.0 现共内置18个专业本构模型及10个蠕变本构模型。
混凝土本构模型Concrete是一种基于断裂能和刚度退化来确定损伤的塑性损伤模型，适用于拉伸和压缩，遵循莫尔库伦屈服准则。
图：模拟钢筋混凝土梁在两点荷载下受弯试验，验证模型与实验结果吻合
柱状玄武岩本构模型Columnar-Basalt（COMBA）可处理非各向异性弹性材料中多达四个任意方向的弱面，可模拟具有交叉节理的四边形（六边形）柱状玄武岩，考虑柱状岩块与节理的相容性。采用应变硬化/软化库仑强度包络线描述岩石的破坏准则，支持自定义节理强度参数。支持根据柱状岩体平均轴与滑移方向之间夹角，设置节理的剪胀放大系数。
图：柱状玄武岩
Von-Mises本构模型基于Von-Mises屈服准则，通过剪切破坏中的流动法则来控制应力点位置。适用于金属类材料，该模型包括可选的随动硬化，适用于模拟地面支护的块体网格单元及结构单元。
非线性结构单元：对于地面支护，3DEC V9.0 引入了新的非线性结构单元，包括梁、桩/锚杆、壳体、土工格栅和衬砌。该功能包含针对塑性铰的数值积分机制。
对于梁结构单元，其塑性本构模型（钢梁单元采用Von Mises模型，混凝土梁单元采用莫尔库伦或应变软化/硬化莫尔库伦模型）可表征轴向、弯曲和扭转变形的效应。梁可以是矩形或圆形截面，积分点在整个梁单元体积内分布。
对于壳单元，塑性本构模型（钢壳单元采用Von Mises模型，混凝土壳单元采用莫尔库伦或考虑应变软化/硬化的莫尔库伦模型）在每个壳单元的体积内分布积分点。这些模型中的塑性性能由DKT、CST和DKT-CST类型的有限单元表征。
3DEC-FLAC3D耦合计算功能：在同一模型中支持3DEC 离散块体及FLAC3D 连续体耦合计算（此功能实现需同时拥有FLAC3D V9.0 及3DEC V9.0 正版授权）。具体而言，这一功能通过力的传递实现，即将3DEC节点的力传递至FLAC3D面上，而FLAC3D 节点的速度返回至3DEC。
图：3DEC-FLAC3D 耦合应用
全新用户界面：3DEC V9.0 采用 ITASCA V9.0版本统一平台操作界面，大幅提高灵活性及友好性。与普通软件固化界面截然不同，支持用户根据使用习惯在工作区自主拆分新窗口。
丰富可视化及后处理工具：3DEC V9.0 提供强大的绘图功能，进一步提升等值线图自主控制权，用户可对等值线颜色梯度等进行设置。支持自定义图例数据格式及精度，提供更加个性化的可视化体验。更多的如支持table表数据和自定义剖面线数据显示时的横、纵坐标轴的更换，包括图表中的次要网格线，以及对数据进行对数缩放。绘制屈服状态时，用户还可通过选择忽略“过去”的屈服状态显示，更清晰地展示模型。新增多项云图显示选项，如安全系数、流体水头和历史数据等，极大扩展模型后处理结果展示。
大幅提升计算性能：计算求解效率提高显著，稳态模拟的求解速度提高近10倍，动力学求解的时间步长增加近3倍。得益于多线程绘图技术的应用使得性能提高近5倍，提供更为流畅和高效的模拟体验。
图：稳态模型计算效率对比，左图为3DEC V7.0，右图为3DEC V9.0
与您共同应对未来挑战：3DEC V9.0 是基于ITASCA全新通用平台框架构建，与其他ITASCA系列软件沿袭统一界面及操作方式，内置如结构单元、本构模型、随机裂隙网络等相同功能组件。实现了与FLAC3D的无缝力学耦合，简化复杂工程建模流程，降低项目成本，充分简化项目管理。以软件自身之强大功能，力争为您将复杂的工程项目化繁为简。
专业人做专业事，我们深信，由ITASCA专业技术工程师心血凝结而成的3DEC V9.0，将能更好的辅助您提升在岩石力学领域专业分析实力，以更轻松、高效和准确的计算能力应对各种挑战性工程项目。ITASCA将持续贯彻为专业技术工程师提供最优创新解决方案的一贯承诺。
关于我们
ITASCA集团是岩体工程领域的国际性咨询与研究机构，以解决岩体工程生产实践中的超常规问题为主要工作方向，并以此开展岩石力学基础理论研究和技术开发。公司总部设在美国，在全世界5大洲的11个国家设立分公司，可以为解决工程技术难题在全世界范围内调动技术力量，提供世界顶级水平的技术服务。
ITASCA集团的工作领域涵盖岩土体力学基础理论研究和技术开发，以及矿山、水电、石油、核废料处理等工程领域各类超常规岩体问题的研究和方案设计。技术团队由一批国际著名岩石力学专家领衔，这些专家在美国、英国、瑞典等国家共占院士席位5席，创立了岩石力学学科和国际岩石力学学会。在职员工历任国际岩石力学学会1期、副主席2期，获国际上岩石力学和岩体工程行业最高奖Muller奖1人次，Rocha奖多人次。
浙江中科依泰斯卡岩石工程研发有限公司（英文: HydroChina—ITASCA R&D Center）系ITASCA国际集团于2011年在华设立的分支机构，旨在引进国际岩土咨询机构运营理念，联合国际和国内顶级水平技术力量打造具有国际水准、服务于工程建设的科研和开发团队，在中国开创商业化的工程研发新机制。
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高级三维离散介质力学分析程序新版本3DEC V9.0正式发布
