節(jié)理巖體隧道施工過程三維數值模擬分析.pdf

1、巖體在最初形成以及長期的發(fā)展過程中，經歷各種復雜地質構造作用，導致在巖體中存在有大量的斷層、節(jié)理、裂隙等結構面，其中節(jié)理是巖體中力學強度相對薄弱的部位，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，在幾何和力學上也是錯綜復雜的。傳統(tǒng)巖石力學方法，通常將節(jié)理巖體作簡單弱化處理，將不連續(xù)的巖體當做連續(xù)體進行有限元數值分析，其計算結果與實際工程很大差異，很難科學地表征節(jié)理巖體的力學特性。
　　論文考慮工程節(jié)理巖

2、體的幾何和力學特性，推導出規(guī)則平行等距節(jié)理變形模量和強度參數計算公式，選取Hoek-Brown準則標定節(jié)理巖體力學參數的公式;同時基于現有技術手段采集節(jié)理信息數據，利用離散元3DEC分析平臺，考慮節(jié)理巖體力學參數的影響，建立了節(jié)理巖體三維數值模型，詳細數值模擬和討論了工程巖體節(jié)理方位、數目對巖體力學特性的影響;對于工程節(jié)理巖體數值計算過程，模型尺寸效應非常明顯，為此專門考慮隧道z軸方向為10m情況下，工程數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，結合遼寧境內四家子巖體隧道工程施工，首先利用現場巖體節(jié)理非接觸測量和調查結果，利用上述推導的公式和數值分析方法，計算出四家子隧道圍巖節(jié)理的力學參數，將參數應用到數值模擬中討論應力增加值對彈性模量的影響，分析尺寸效應，得到數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值模型模擬了兩種工況作用下，隧道圍巖的受力情況。即數值模擬分析了無襯砌時塊體滑落過程和