基于RFPA與DDA耦合的巖石破裂過程分析方法研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，許多舉世矚目的巖石工程項(xiàng)目在全國展開。為了巖石工程的安全可靠，工程設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)巖體力學(xué)狀態(tài)的評(píng)估，數(shù)值模擬已經(jīng)成為一種不可或缺的方法。由于天然巖體屬于斷續(xù)介質(zhì)，其破壞過程歷經(jīng)從連續(xù)介質(zhì)向非連續(xù)介質(zhì)轉(zhuǎn)化，現(xiàn)有數(shù)值模擬方法都無法完整的模擬巖體破壞全過程。本文首先對(duì)DDA方法進(jìn)行改進(jìn)，并運(yùn)用DDA方法分析了巖層頂板回轉(zhuǎn)的應(yīng)力演化，最后提出了基于RFPA與DDA方法耦合的DDD方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)巖體從小變形直到大位移的破壞全

2、過程的數(shù)值模擬。具體研究可分為以下幾個(gè)方面:
　　(1)由于原版DDA方法依靠人工輸入節(jié)理計(jì)算工作量較大，且無人機(jī)交互功能，前后處理困難。本文通過引入Ansys和Geocad方法進(jìn)行節(jié)理網(wǎng)格劃分來方便建模，并增加后處理的動(dòng)態(tài)顯示功能。經(jīng)過修改后，新程序采用對(duì)話窗口與下拉菜單相結(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)了與用戶友好的交換界面，并將改進(jìn)前后處理的DDA方法命名為NDDA方法。
　　(2)通過理論公式推導(dǎo)和DDA數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)“砌

3、體梁”結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵塊體回轉(zhuǎn)下沉過程中的應(yīng)力演化進(jìn)行分析，結(jié)果顯示兩種方法之間擬合較好。根據(jù)應(yīng)力變化研究了關(guān)鍵塊體失穩(wěn)規(guī)律和失穩(wěn)模式，在回轉(zhuǎn)變形初期或頂板斷裂度較大時(shí)易發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)，隨著回轉(zhuǎn)角的增大，將發(fā)生回轉(zhuǎn)失穩(wěn)破壞。
　　(3)通過分析巖體的力學(xué)特征和破壞特點(diǎn)，利用合適的破壞判斷準(zhǔn)則，在DDA和RFPA源程序的基礎(chǔ)上，開發(fā)了可以模擬巖體從小變形到大位移整個(gè)破壞過程的DDD方法，并將該方法應(yīng)用在巖層移動(dòng)和邊坡失穩(wěn)的模擬中。在巖層移