裂隙巖體水力學(xué)教育分析

《裂隙巖體水力學(xué)教育分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、裂隙巖體水力學(xué)教育分析1、離散元程序UDECUDEC(UniversalDistinctElementCode)是一款由ITASCA公司基于離散單元法原理開發(fā)并推廣應(yīng)用的二維的大型商用數(shù)值模擬軟件。UDEC對模擬節(jié)理化巖體材料介質(zhì)在準(zhǔn)靜態(tài)及準(zhǔn)動態(tài)荷載條件下的反應(yīng)過程特別合適，它不但能夠?qū)崿F(xiàn)接觸脫離的模擬，而但可以自動偵測并識別新的接觸產(chǎn)生，并模擬其力學(xué)行為。UDEC數(shù)值分析程序是為一系列工程問題開發(fā)的專業(yè)求解工具，例如：它可以應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)、地震、礦山、核廢料處理、能源等問題的研究。/2、裂隙巖體離散裂

2、隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)模型研究巖石中有很多斷層、節(jié)理、裂隙，統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)面，在巖石水力學(xué)中都稱之為裂隙。水在裂隙巖石中的運(yùn)動規(guī)律非常復(fù)雜，任何一種數(shù)學(xué)模型都很難正確的反映巖體滲流的真實規(guī)律性。巖石中有很多斷層、節(jié)理、裂隙，統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)面，在巖石水力學(xué)中都稱之為裂隙。水在裂隙巖石中的運(yùn)動規(guī)律非常復(fù)雜，任何一種數(shù)學(xué)模型都很難正確的反映巖體滲流的真實規(guī)律性。實際工程中的大量巖質(zhì)邊坡的失穩(wěn)破壞不僅僅是一個巖體對水或單純的水對巖體的作用問題，而是水一巖耦合作用的研究，所以建立合理可行的裂隙巖體水力學(xué)模型是至關(guān)重要的。水在裂隙巖石

3、中的運(yùn)動規(guī)律非常復(fù)雜，任何一種數(shù)學(xué)模型都很難正確的反映水在裂隙巖體中運(yùn)動的實際規(guī)律。冃前主要有下面三種裂隙巖體水力學(xué)模型：第一，擬連續(xù)介質(zhì)模型；第二,離散介質(zhì)模型；第三，雙重介質(zhì)模型。這幾種模型前面第一章有介紹過。三種模型各有其特點，但均存在計算工作量巨大和難以滿足實際工程精度要求等缺陷，為避免這類缺陷，采用分形理論，并根據(jù)裂隙發(fā)育規(guī)模與工程尺度的關(guān)系，提出了基于巖體與流體相互作用的擬連續(xù)介質(zhì)模型和離散介質(zhì)模型耦合的計算模型。對于巖體中大的裂隙斷層之類采用離散介質(zhì)模型，對于含有小的裂隙、微裂隙的巖體采用

4、擬連續(xù)介質(zhì)模型，然后根據(jù)兩類介質(zhì)接觸處的水頭相等及位移連續(xù)從而建立裂隙巖體水力學(xué)模型。在該模型中首次提出了跨越尺度效應(yīng)的滲透張量表達(dá)式。耦合模型使用離散介質(zhì)滲透理論描述巖體主干裂隙中的水運(yùn)動，使用連續(xù)介質(zhì)滲流理論來描述巖體次要裂隙及孔隙的儲水性質(zhì)。離散裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)模型就是把巖塊本身確定為不透水，水只沿裂隙流動，地下水的運(yùn)動規(guī)律是通過巖體內(nèi)部的裂隙網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)的。對于表征單元不存在或者存在但是很大的巖體，離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型更適合分析這類巖體的滲流特征。本文就是通過離散元軟件UDEC建立離散裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)模型，根據(jù)

5、邊坡典型剖面，通過提取坐標(biāo)建立塊體單元，然后根據(jù)其中的層面和統(tǒng)計的節(jié)理，將編制的程序?qū)氲経DEC中綸成裂隙巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)模型(DFN)o3、模型建立舉例選取一巖質(zhì)邊坡剖而圖，考慮其內(nèi)部的巖層層而和斷層面建立地質(zhì)概化模型，具體見圖1。在對此概化模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分時，考慮到庫水對岸坡的影響，岸坡剖面剖分的相對較密，采用UDEC軟件自動生成的三角形網(wǎng)格進(jìn)行剖分，這樣處理在不影響模擬效果的同時能節(jié)省大量機(jī)時。共剖分273個塊體，16663個單元，10674個結(jié)點（圖2）o然后選取一定的參數(shù)和工況，進(jìn)行數(shù)值

6、模擬，就可以得到邊坡水壓力場、變形特性、應(yīng)力場特性、斜坡穩(wěn)定性等。4、結(jié)論及展望本文簡單論述一下如何運(yùn)用UDEC建立斜坡離散裂隙網(wǎng)絡(luò)數(shù)值模擬計算模型，離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型跟傳統(tǒng)的擬連續(xù)介質(zhì)模型比較，可以更加正確的反映巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，運(yùn)用離散裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)模型可以更加準(zhǔn)確的模擬水在裂隙巖體中的運(yùn)動規(guī)律。作者：張延玲徐朝霞單位：重慶大學(xué)城市科技學(xué)院土木工程學(xué)院裂隙巖體水力學(xué)教育分析責(zé)任編輯：楊雪