節(jié)理巖體隧道施工過程三維數(shù)值模擬分析.pdf

1、巖體在最初形成以及長期的發(fā)展過程中，經(jīng)歷各種復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造作用，導(dǎo)致在巖體中存在有大量的斷層、節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面，其中節(jié)理是巖體中力學(xué)強(qiáng)度相對薄弱的部位，它的存在破壞了巖體的連續(xù)性和完整性。同時作為工程巖體組成部分的節(jié)理本身，在幾何和力學(xué)上也是錯綜復(fù)雜的。傳統(tǒng)巖石力學(xué)方法，通常將節(jié)理巖體作簡單弱化處理，將不連續(xù)的巖體當(dāng)做連續(xù)體進(jìn)行有限元數(shù)值分析，其計算結(jié)果與實際工程很大差異，很難科學(xué)地表征節(jié)理巖體的力學(xué)特性。
　　論文考慮工程節(jié)理巖

2、體的幾何和力學(xué)特性，推導(dǎo)出規(guī)則平行等距節(jié)理變形模量和強(qiáng)度參數(shù)計算公式，選取Hoek-Brown準(zhǔn)則標(biāo)定節(jié)理巖體力學(xué)參數(shù)的公式;同時基于現(xiàn)有技術(shù)手段采集節(jié)理信息數(shù)據(jù)，利用離散元3DEC分析平臺，考慮節(jié)理巖體力學(xué)參數(shù)的影響，建立了節(jié)理巖體三維數(shù)值模型，詳細(xì)數(shù)值模擬和討論了工程巖體節(jié)理方位、數(shù)目對巖體力學(xué)特性的影響;對于工程節(jié)理巖體數(shù)值計算過程，模型尺寸效應(yīng)非常明顯，為此專門考慮隧道z軸方向為10m情況下，工程數(shù)值計算模型合理尺寸，模擬了不同

3、尺寸的影響效果，為工程施工施工提供參考。
　　工程實例，結(jié)合遼寧境內(nèi)四家子巖體隧道工程施工，首先利用現(xiàn)場巖體節(jié)理非接觸測量和調(diào)查結(jié)果，利用上述推導(dǎo)的公式和數(shù)值分析方法，計算出四家子隧道圍巖節(jié)理的力學(xué)參數(shù)，將參數(shù)應(yīng)用到數(shù)值模擬中討論應(yīng)力增加值對彈性模量的影響，分析尺寸效應(yīng)，得到數(shù)值模擬時最合理尺寸模型?？紤]到該工程的具體施工過程，采用提出的方法和數(shù)值模型模擬了兩種工況作用下，隧道圍巖的受力情況。即數(shù)值模擬分析了無襯砌時塊體滑落過程和