基于数值分析的岩石块体稳定性评价一般性方法

摘要：

为解决岩石块体在各种复杂条件下的稳定性评价问题,在已有的岩石块体识别的单元重构-聚合方法基础上,进一步提出基于数值分析的块体稳定性评价一般性方法.该方法以含有块体信息的网格模型为出发点,首先引入界面单元,实现块体-围岩结构面滑移和脱开的模拟.其次,提出可动块体的定义和基于数值分析的块体运动形式判别方法.然后,基于结构面强度折减思路,提出块体安全系数定义和加固分析方法,从而实现基于数值分析的块体稳定性评价.该方法相比于刚体极限平衡法,能够考虑初始地应力、围岩变形和非滑面抗剪性能对块体稳定性影响,且在一定条件下,分析结果可与刚体极限平衡法结果基本等同.最后,通过算例验证了该方法的可靠性、有效性,并论证了其与刚体极限平衡法分析结果的关系.算例结果同时表明:该方法可综合考虑块体几何形态、块体埋深和块体出露高度对其稳定性的影响,能够适应复杂条件下工程岩体开挖过程的块体稳定性评价.该方法与已提出的块体识别方法,构成一套有关岩石块体的“识别-可动性判别-运动形式确定-稳定性评价-加固分析”的完整方法体系,总体平行于当前块体力学分析的常用方法(如块体理论),为研究块体在各种复杂条件下的稳定性演化提供了新的实现思路.

关键词：岩石力学、岩石块体、稳定性评价、界面单元、强度折减、数值分析

所属期刊栏目：36

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51209021,51539002,国家重点研发计划资助项目2016YFC0402008 Supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant Nos.51209021 and 51539002 and National Key Research and Development Program of ChinaGrant No.2016YFC0402008

在线出版日期：2017-03-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：78-92