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使用剪切节理元模拟的三个场景(招聘啦)

2022-10-31 23:44200admin
1 引言
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在【 岩体不连续模拟---节理元(Shear Joint)的使用 】中讨论了模拟岩体 不连续的方法,事实上,除了已经提及的那些方法外,近年来还出现了其它一些模拟方法,例如 Rocscience的XFEM【 扩展有限元(XFEM)模拟岩体节理网络(DFN | Joint Network) 】、Irazu的FDEM【 FDEM-Irazu的数值模拟流程和材料参数选择 】。 本文汇报了使用剪切节理元(Shear Joint)最近作的三 场景: 断层模拟、 岩桥模拟和裂缝模拟。

2 断层模拟

下面的例子显示了剪切节理(Shear Joints)元的应用,使用极限有限元进行分析,比较了没有断层和有断层情况下的安全系数和应力路径。

(1) 没有断层

在没有断层的情况下, 下界FOS=2.346, 上界FOS=2.395, 因此总的FOS=2.37(0.03)

(2) 有断层

当有断层存在,滑动面会首先沿着断层滑动,然后在材料边界处发生转折,形成新的滑动面, 下界FOS=1.54,上界FOS=1.594,因此总的FOS=1.57(0.03)。

3 岩桥模拟

在【 有限元模拟岩石边坡阶梯式破坏(Step-Path Failure of Rock Slopes) 】基础之上,增加了新的Shear Joint方法模拟岩石边坡的阶梯式破坏(Step-Path Failure of Rock Slopes)。 三种方法的模拟结果总结如下:

(1) 离散元

(2) 不连续元

(3) 剪切节理元

4 裂缝模拟

裂缝对边坡稳定性有着非常显著的影响,特别是裂缝内充满着水,这个问题最先由Hoek and Bray提出并给出了解析解答,后来分别使用UDEC、FLAC和RS2进行了数值模拟。裂缝深度按照Craig建议的关系式计算[Craig, R.F. (1997) Soil Mechanics, 6th Edition.],如下式所示: 

裂缝在 边坡 面上的 分布 实际上反映 边坡 岩体的 损伤 带,当这些裂缝充满水时,产生的孔隙水压力严重降低边坡的稳定性,下图所示的边坡,安全系数FOS=0.718

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