规则节理岩体圆形隧道松动区影响因素DDA研究

"规则节理岩体圆形隧道松动区DDA分析" 本文主要探讨了规则节理岩体中圆形隧道的潜在松动区问题，利用二维非连续变形分析法（DDA）对影响因素进行了深入研究。作者孙金山和卢文波通过分析，揭示了节理倾角、抗剪强度、间距、埋深和地应力侧压力系数等因素对围岩松动区范围的具体影响。 首先，研究发现节理倾角的变化对松动区范围有显著影响。当两组节理的夹角逐渐增大时，围岩中的潜在松动区范围也会随之扩大。然而，这一趋势并非无限持续，当夹角增大到一定程度后，松动区范围反而会减小。这表明节理间的相对位置对岩体稳定性具有重要影响。 其次，节理尺寸效应体现在节理间距和切割块体形式上。更紧密的节理分布或特定的块体形状会导致更大的松动区。同时，节理的力学特性，如摩擦角和粘聚力，也对松动区有直接影响。摩擦角的增加能显著减小松动区范围，其敏感度高于粘聚力的改变。节理抗剪强度较低时，即使夹角较大，埋深也会对松动区产生较大影响。 在方法论上，文章采用非连续变形分析法（DDA），这是一种适用于处理不连续介质问题的数值模拟技术。DDA方法由石根华博士提出，它将节理岩体看作由独立的岩块和节理面组成，能够更好地模拟节理面的张开和滑动行为，以及遵循莫尔-库仑破坏准则和最大拉应力条件。 针对节理岩体圆形隧道的稳定性分析，传统方法通常依赖于连续介质的等效本构模型和强度准则。然而，这种方法在处理节理组较少、间距大的情况时效果有限。DDA方法则更适合这类非连续性显著的岩体结构，能更准确地评估节理岩体的稳定性，并为工程设计提供依据。 此外，本文还强调了地下岩体工程如交通和能源建设中，圆形隧道在节理岩体中的应用，这些工程的稳定性和安全性受到多种因素的综合影响。在实际工程中，准确描述隧道围岩和精确测量岩石物理力学参数至关重要。对于那些埋深不大、岩石坚硬的节理岩体隧道，节理的性质成为决定其稳定性的关键因素。 这篇首发论文通过DDA分析，为理解节理岩体圆形隧道的松动区提供了新的视角，对于优化隧道设计和施工过程，保障地下工程的安全性具有重要的理论和实践价值。