等效岩体数值分析技术及其工程应用-岩土灾害控制研究室-北京科技.pdfVIP

北 京 科 技 大 学 University of Science Technology Beijing 第十一次全国软岩工程与深部灾害控制学术大会·山西·太原 等效岩体数值分析技术及其工程应用 北京科技大学 吴顺川 2012 年9月27 日 北 京 科 技 大 学 岩土灾害控制研究室 Page 1 University of Science Technology Beijing Geo Hazards Ctrl 提 纲 1、研究背景 2、等效岩体技术理论 3、工程应用 4、研究结论及意义 5、致谢 北 京 科 技 大 学 岩土灾害控制研究室 Page 2 University of Science Technology Beijing Geo Hazards Ctrl 1、研究背景 近年来我国经济建设飞速发展，在矿产资源开采、水利水电开 发、地下交通、铁路建设、核废料储存以及众多涉及岩土工程的 领域中，不断涌现出新的挑战性课题，其中 节理岩体宏观力学参 数的确定方法一直是岩体力学最困难的研究课题之一，受到众多 国内外岩土工程科研学者的广泛关注。 北 京 科 技 大 学 岩土灾害控制研究室 Page 3 University of Science Technology Beijing Geo Hazards Ctrl 1、研究背景 当前，求取节理岩体宏观力学参数的常用方法： 针对现有节理岩体宏观力学参数的确定或计算问题，是否存在一个有效的方法， 既能考虑岩体中实际存在的复杂节理裂隙等结构面，又能够从细观碎裂机理上考虑 其对岩体力学参数的弱化影响，同时能直接分析工程规模节理岩体(十米、百米级) 的力学性质？本课题正是围绕这一主题及其实现方法而提出的。 北 京 科 技 大 学 岩土灾害控制研究室 Page 4 University of Science Technology Beijing Geo Hazards Ctrl 2、等效岩体技术理论 所谓等效岩体技术(Equivalent Rock Masses，简称ERM)，由颗 粒体模型和光滑节理模型两项关键技术构成。基于离散裂隙网络DFN 技术，将随机节理三维网络模型嵌入到岩石颗粒体模型，构建能反 映真实节理空间分布特征的等效岩体模型。 随机节理三维网络模型 颗粒体模型 等效岩体模型 北 京 科 技 大 学 岩土灾害控制研究室 Page 5 University of Science Technology Beijing Geo Hazards Ctrl 2、等效岩体技术理论 2.1 颗粒体模型 颗粒体模型由颗粒和黏结构成，采 用接触模型描述颗粒接触处的物理力学 行为。等效岩体模型中，颗粒间接触模 型由三部分组成，即：接触刚度模型、 滑动分离模型和平行黏结模型。 线弹性接触刚度模型： 滑动分离模型： 平行黏结模型：