断续节理岩体随机模型三维离散元数值模拟

针对断续节理岩体提出了一种随机计算模型。在该模型中,假设结构面的形状为正方形,通过岩体结构面的统计分布函数模拟结构面的空间随机分布。给出了随机节理模型的实现方法,对该随机模型的算法可靠性进行了验证。通过单向加载模拟试验研究了节理岩体破坏强度与节理倾角及节理连通率等因素的关系,并与极限平衡条件推导的理论结果进行了比较,分析了数值模拟结果与极限平衡理论结果的异同性,进而验证了节理随机计算模型的可靠性。同时,研究了节理连通率与岩体等效弹性模量之间的影响关系,给出了二者的影响关系式。

三维离散元计算参数选取方法研究

简要分析了岩体力学计算中比较重要的几何参数和物理参数的选取问题。通过对几种离散元方法接触关系的比较,讨论了在不同的计算模型中结构面刚度所代表的物理意义。指出在刚性块体模型中,结构面的刚度是包含了岩块和结构面物理特性的等效刚度,而在可变形块体模型中,只有当块体间的接触弹簧刚度取足够大时,才能客观地反映岩体的特性。太大的接触刚度影响计算的可靠性,为此给出了一种简单的处理方法。通过量纲分析的方法给出了岩体结构振动的阻尼表达式,指出可以通过岩体的振动实验确定阻尼比,并进而给出特征时间。量纲分析得到的特征时间为计算时间步长提供了参考值。最后,介绍了离散元法的计算控制及滑动与失稳的判据。

三维离散元土石混合体随机计算模型及单向加载试验数值模拟

针对土石混合体提出了一种随机计算模型。在该模型中,可以模拟土石混合比、块石尺寸、块石形状等。给出了随机模型的实现方法,同时对该随机模型的算法可靠性进行了验证。通过统计分析的方法研究了单轴受压情况下土石混合体内部应力场分布与土石配比、岩石块度大小等因素的关系。并进一步给出了土石混合体的应力-应变特性和强度特性。