基于離散單元法的節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性分析.pdf

1、在邊坡工程中,節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定分析是個(gè)十分重要的問(wèn)題。其領(lǐng)域涉及公路、鐵路、水利工程、采礦等。在實(shí)際工程中,由于節(jié)理巖體邊坡的受力特征與地質(zhì)條件比較復(fù)雜,坡體失穩(wěn)破壞的影響因素復(fù)雜多變,目前,對(duì)于復(fù)雜節(jié)理巖體邊坡的穩(wěn)定性分析還沒(méi)有比較完善的方法,傳統(tǒng)的極限平衡法通過(guò)圓弧搜索滑動(dòng)面不太合適,一般只有在滑動(dòng)面已知的情況下才能得到較準(zhǔn)確的安全系數(shù);其他的數(shù)值分析方法雖然能計(jì)算邊坡的位移、應(yīng)力、塑性區(qū)等,但都是基于連續(xù)介質(zhì)的思想,其分析結(jié)果的可

2、靠性取決于計(jì)算方法采取的假設(shè)與實(shí)際情況的接近程度。
　　節(jié)理巖體邊坡作為一種復(fù)雜的地質(zhì)體屬于非連續(xù)介質(zhì),坡體不同部位的力學(xué)性質(zhì)、位移規(guī)律、應(yīng)力狀態(tài)等都是不同的。本文引入基于離散元理論的顆粒流程序(PFC2D),對(duì)節(jié)理巖體坡的失穩(wěn)破壞進(jìn)行仿真模擬,采用該程序模擬分析時(shí),不需要假定材料的本構(gòu)關(guān)系以及滑裂面位置,直接從細(xì)觀上定義顆粒之間的接觸關(guān)系,其計(jì)算過(guò)程是邊坡內(nèi)部材料自身求得穩(wěn)定狀態(tài)的調(diào)整過(guò)程,不要求變形協(xié)調(diào)、位移連續(xù),通過(guò)可視化直

3、接描述邊坡的滑移、傾倒、裂縫的開(kāi)展過(guò)程,以及滑動(dòng)面的幾何形狀和位置。
　　建立了完整巖石及節(jié)理巖體的顆粒流細(xì)觀模型,利用模擬平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)標(biāo)定其宏觀力學(xué)參數(shù),通過(guò)調(diào)整巖體PFC模型的細(xì)觀參數(shù),使其與真實(shí)材料的宏觀力學(xué)參數(shù)匹配。分別建立了含有兩組貫通節(jié)理及多組斷續(xù)節(jié)理的巖體邊坡模型,定性的分析了節(jié)理的分布形式對(duì)邊坡穩(wěn)定性及破壞模式的影響,嘗試性地提出了基于細(xì)觀離散的強(qiáng)度折減安全系數(shù)計(jì)算方法,并與有限元算例進(jìn)行了比較。利用PFC中的應(yīng)力