基于离散元法确定隧道岩体力学参数研究

确定岩体力学参数是工程安全中要解决的重要问题,并直接影响隧道开挖方式以及支护材料的选用,是工程中实现节能低碳的重要手段。本文采用离散元软件3DEC进行数值模拟分析,利用该软件内嵌的离散裂隙网络生成模块,并结合现场采集的隧道节理几何参数,创建了近似现场实际裂隙分布情况的节理岩体模型,通过室内试验等手段,获取了较完整岩石及节理的力学参数,构建了多尺寸的随机节理岩体模型。对模型进行单轴压缩模拟,统计整理各尺寸下模拟结果,分析节理岩体力学参数的尺寸效应,确定节理岩体的表征单元体尺寸,进而确定岩体力学参数。由数值模拟分析得出结论:运用离散裂隙网络技术可以较好地处理非贯通节理;岩体单轴抗压强度及弹性模量具有尺寸效应,随岩体尺寸增大,单轴抗压强度及弹性模量逐渐减小,最终趋于稳定;确定节理岩体的表征单元体尺寸在8~9m左右,得到节理岩体单轴抗压强度为0.21MPa,弹性模量为1.43GPa。