基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究
因其特殊的地质成因,柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构.以白鹤滩水电工程设计、建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景,针对柱状节理岩体的等效变形模量问题,在探讨了其结构效应表征参数的基础上,利用节理网络有限元为工具,研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响.研究结果表明:在柱轴线横向平面上,对于柱体不规则程度,当柱体完全不规则相对于完全规则情况,等效模量提高大约10％左右;在其他条件不变情况下,当柱体平均边长从0.1m增加至0.5m时,等效模量从5.36 GPa增加至23.4 GPa;对不同加载方向的研究结果表明,柱状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性;当节理刚度线性递增时,相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律.在平行柱体轴线平面,节理组2间距越大,柱状节理岩体的等效变形模量越大;随着错距比的增加,柱状节理岩体的等效变形模量呈现先增加后减少的趋势,当错距比为50％时,节理岩体的等效变形模量取最大值;对于节理刚度的影响,与柱轴横向平面类似的,随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加,相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律.该研究成果与已有的现场研究成果及三维数值模型成果相比,吻合良好.说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值.
柱状节理岩体、等效变形模量、结构效应、节理网络有限元、柱体不规则程度
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TU457(土力学、地基基础工程)
国家重点基础研究发展计划项目973 No.2015CB057905;国家自然科学基金No.51409263,No.11472292,No.51309243.This work was supported by the National Basic Research Program of China973 Program 2015CB057905 and the National Natural Science Foundation of China51409263,11472292,51309243.
2016-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
2921-2928,2936
