规则节理岩体圆形隧道松动区影响因素DDA研究
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更新于2024-09-04
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"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。
2021-09-03 上传
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