论文部分内容阅读
随着国家经济发展,许多举世瞩目的岩石工程项目在全国展开。为了岩石工程的安全可靠,工程设计时需要对岩体力学状态的评估,数值模拟已经成为一种不可或缺的方法。由于天然岩体属于断续介质,其破坏过程历经从连续介质向非连续介质转化,现有数值模拟方法都无法完整的模拟岩体破坏全过程。本文首先对DDA方法进行改进,并运用DDA方法分析了岩层顶板回转的应力演化,最后提出了基于RFPA与DDA方法耦合的DDD方法,该方法可以实现岩体从小变形直到大位移的破坏全过程的数值模拟。具体研究可分为以下几个方面:(1)由于原版DDA方法依靠人工输入节理计算工作量较大,且无人机交互功能,前后处理困难。本文通过引入Ansys和Geocad方法进行节理网格划分来方便建模,并增加后处理的动态显示功能。经过修改后,新程序采用对话窗口与下拉菜单相结合的形式,实现了与用户友好的交换界面,并将改进前后处理的DDA方法命名为NDDA方法。(2)通过理论公式推导和DDA数值模拟相结合的方法,对“砌体梁”结构中的关键块体回转下沉过程中的应力演化进行分析,结果显示两种方法之间拟合较好。根据应力变化研究了关键块体失稳规律和失稳模式,在回转变形初期或顶板断裂度较大时易发生滑动失稳,随着回转角的增大,将发生回转失稳破坏。(3)通过分析岩体的力学特征和破坏特点,利用合适的破坏判断准则,在DDA和RFPA源程序的基础上,开发了可以模拟岩体从小变形到大位移整个破坏过程的DDD方法,并将该方法应用在岩层移动和边坡失稳的模拟中。在岩层移动模拟中首次通过数值方法展现了R型和S型的失稳破坏过程,为“砌体梁”理论提供支持;在边坡的计算中生动形象地展示了边坡失稳破坏从裂隙萌生、扩展、滑动面形成以及后期的滑动体移动、破碎直到稳定的全过程,并分析了全程的位移变化和应力演化,为研究边坡稳定性以及进行边坡的安全支护提供有力支持。