傳統(tǒng)數(shù)值模擬通常將巖體作為連續(xù)介質(zhì)材料處理,直接懫用材料力學(xué)中的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)來分析巖體力學(xué)問題。隨著離散單元法分析軟件的發(fā)展,節(jié)理巖體的非連續(xù)分析取得了重大進(jìn)展。但是大尺度的三維節(jié)理巖體模擬依然存在節(jié)理數(shù)量巨大難以實(shí)現(xiàn)的問題。離散裂隙網(wǎng)絡(luò)(DFN)提供了真實(shí)巖體節(jié)理的傾向,傾角,節(jié)理尺寸等幾何特征的分布的一種統(tǒng)計(jì)近似建模方法。但是按照真實(shí)節(jié)理分布密度建立的模型依然復(fù)雜,因此節(jié)理數(shù)量的合理簡化十分必要。本文根據(jù)研究區(qū)調(diào)查的節(jié)理發(fā)育特征,建立了三維隨機(jī)離散裂隙網(wǎng)絡(luò)巖體模型,研究了節(jié)理簡化的方法并應(yīng)用于巖質(zhì)隧道工程的穩(wěn)定性分析中。該方法為大尺度的三維離散元方法模擬研究提供了參考。本文主要的研究工作如下:(1)測量地表露頭節(jié)理產(chǎn)狀,統(tǒng)計(jì)研究區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙幾何參數(shù)。采用基于離散元方法的3DEC軟件,利用三維離散裂隙網(wǎng)絡(luò)方法建立了節(jié)理巖體模型。(2)在節(jié)理巖體模型中,使用不同最小節(jié)理尺寸簡化巖體節(jié)理數(shù)量,分析不同簡化尺寸下的節(jié)理密度及巖體力學(xué)性質(zhì)的變化,提出了節(jié)理簡化的合理尺寸。(3)基于礦區(qū)資料與高密度電法物探手段,調(diào)查研究區(qū)內(nèi)采空區(qū)分布規(guī)律。采用節(jié)理簡化的方法在3DEC軟件中建立玉渡山隧道穿越采空區(qū)三維模型,并采用強(qiáng)度折減法分析采空區(qū)及隧道圍巖體的穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P631.3;U452.1
【部分圖文】：

9圖 2-1 研究區(qū)地理位置圖延崇高速公路玉渡山隧道出口為于營門鐵礦采空區(qū)，營門鐵礦于上個(gè)世0 年代初開采，于 1979 年停產(chǎn)。與線位影響的采空區(qū)東西長約 100m，南北 250m。根據(jù)營門鐵礦采空區(qū)資料，采空區(qū)影響主要范圍為出京線為 K20+7621+040，隧道底板標(biāo)高為 660~664m 左右；進(jìn)京線為 K20+700~K20+980，隧板標(biāo)高為 658~665m 左右。按已有鐵礦設(shè)計(jì)資料分析判斷，隧道線底板標(biāo)高里程方向與礦洞或排氣洞標(biāo)高基本持平。因此可以預(yù)計(jì)隧道穿越營門鐵礦時(shí)動原有采空區(qū)應(yīng)力平衡，對隧道洞身穩(wěn)定性有較大影響。

2.2 研究區(qū)工程地質(zhì)條件2.2.1 氣象水文擬建場地位于延慶區(qū)，屬大陸性季風(fēng)氣候，溫帶與中溫帶、半干旱與半濕潤帶的過渡地帶。全區(qū)年平均溫度 8.5℃，7 月平均氣溫 23℃，1 月平均氣溫則為-8.8℃；多年平均日照時(shí)數(shù) 2826.3 小時(shí)，年總輻射量為 5288.82MJ/m2；無霜期短，年均無霜期 155～165 天，初霜日在 10 月下旬，終霜日在 3 月下旬；年平均風(fēng)速為 2.6m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，大于 17 m/s 的大風(fēng)日數(shù)平均 39 天。最大凍土深度約 1.0～1.35m。每年降雨多集中在 7、8 月份，占年降水量的 60～70%，1、2 月份降雨量最小。24 小時(shí)最大降雨量為 205.0mm，大于等于 50mm 暴雨量日數(shù)不到 1 天，時(shí)最大降雨量為 35.5mm，10 分鐘最大降雨量為 18.0mm，見圖 2-2。

2.2 地形地貌營門鐵礦位于延慶區(qū)北部山區(qū)，地形起伏較大，周邊森林植被茂密，地復(fù)雜�？梢婅F礦開采痕跡，山體裂隙節(jié)理發(fā)育，擬建隧道從山體斜穿。營采空區(qū)段，地貌單元為中高山，溝谷較發(fā)育，地層走向呈近南北向展布，高南低，地面標(biāo)高約 660~810m，山體坡度 35～45°，溝谷兩側(cè)陡坡坡度°以上。

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6 于青春，陳德基，薛果夫;巖體非連續(xù)裂隙網(wǎng)絡(luò)水力學(xué)特征[J];地球科學(xué);1995年04期

7 孫訥正,劉保東;一個(gè)不連續(xù)裂隙網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)模擬技術(shù)及數(shù)值方法[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1991年04期

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9 胡鵬;朱國榮;江思珉;;裂隙網(wǎng)絡(luò)模型在地下水?dāng)?shù)值模擬中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];工程勘察;2013年11期

10 劉中，張有天;有自由面三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分析[J];水利學(xué)報(bào);1996年06期

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