塊體模型分析結構性岩體穩定性的關鍵技術研究

《塊體模型分析結構性岩體穩定性的關鍵技術研究》是依託長沙理工大學，由陳文勝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：塊體模型分析結構性岩體穩定性的關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳文勝
• 依託單位：長沙理工大學

項目摘要

岩體結構面的存在是影響岩體穩定性的重要因素並通常起控制作用，正確分析和模擬結構面是結構性岩體分析的關鍵。為此，塊體模型在結構性岩體的分析方面具有優勢，且其它分析方法無法替代。然而，因為涉及塊體模型分析方法的一些關鍵技術仍不成熟，包括如何建立塊體幾何模型、如何解決塊體接觸模型的人工參數干擾、如何建立更有效的結構性岩體的穩定性指標等，使其方法的發展和套用均受到制約。.本項目將建立塊體幾何面分布機率和統計規律符合岩體結構面的神經網路映射的塊體幾何模型生成方法，解決當前塊體模型方法如DDA、DEM等因塊體劃分所帶來對分析結果的影響甚至隨意性；通過以接觸力作為變數的思路，採用疊代逼近結合線性規劃方法，建立無參數塊體接觸面關係，解決接觸力學模型選擇的困擾，去掉人工參數對分析結果影響；針對穩定性問題特點，將引入更綜合的穩定性指標。研究成果對於完善塊體模型分析理論和提高岩體工程設計水平均具有重要意義。

結題摘要

針對本項目塊體模型分析岩體穩定性這一科學問題，圍繞項目研究內容和研究目標，在項目組成員和研究生們的直接參加下，開展了多方面的的研究工作。塊體接觸力學關係是問題開展的關鍵，研究了庫侖土壓力的牆后土楔體的受力特點，得到了合理修正解。對塊體接觸模型，以邊坡條塊體作為研究對象，研究通過在條塊間和條塊與滑動面間引入彈簧，使條塊受力計算得以無簡化實現。研究了塊體模型生成方法和控制參數的的研究，得到了方便快捷的塊體模型生成映射方法。提出了岩土邊坡工程的關鍵滑動面分析理論，使邊坡分析得到更全面綜合的考慮，為邊坡評估和設計提供更合理依據。對塊體條間力提出了一種二分法快速疊代收斂方法，計算途徑合理，算法穩定快捷。針對穩定性問題中牽引式破壞這一最常見形式，研究了基於條分塊體的牽引式滑坡穩定性分析方法，通過更加直觀的物理概念，詮釋了邊牽引滑坡的分析方案，是對現有分析方法的補充和發展。研究了塊體接觸問題的無參數細胞自動機疊代計算方法，該方法突破了穩定性分析需要各種簡化的瓶頸，真正意義上是解決塊體接觸無參數的良好途徑，是剔除分析結果人為干擾的有效分析手段。研製了室內邊坡試驗模型裝置，並對岩體邊坡進行了相似模型試驗，試驗論證了本項目的一些結論。根據本項目的研究內容和特色，本項目成果主要以論文和軟體著作權體現。