武汉岩土所工程岩体离散随机裂隙建模和数值仿真研究取得进展

　　国内外大型岩土工程实践表明，工程岩体中存在的不连续面对地下工程建造与长期安全运营有重要影响。为深入研究裂隙岩体稳定性，采用“离散裂隙岩体模型”对含随机裂隙的工程岩体进行仿真对指导工程实践有重要意义。

　　针对这一问题，在陈卫忠研究员带领下，武汉岩土所施工过程力学学科组对裂隙岩体建模和数值仿真方法展开了系统研究，重点解决随机裂隙生成和复杂裂隙网络的网格剖分两个关键问题。发展了一种随机多裂隙生成算法，该模型可考虑每条裂隙的真实隙宽，在数值仿真中对裂隙设置不同的力学参数，可反映不同地质情况下的裂隙特性。为解决模型网格剖分问题，发展了一种适用于复杂裂隙岩体模型的单元自适应生成方法，能够处理交叉裂隙处的网格单元生成问题。随后，将离散裂隙模型(DFM)和粘结单元模型(CZM)结合，发展了一种离散裂隙-粘结单元方法(DFM-CZM)，通过损伤因子演化反映裂隙面破坏现象，由此能模拟多个随机裂隙面的损伤渐进破坏，使其兼具DFM处理多裂隙和CZM模拟损伤渐进的优点。综合运用本研究所发展的方法，对地下工程的稳定性进行数值仿真研究。 

　　研究工作得到国家重点基础研究发展计划(2015CB057906)的资助，相关研究成果发表于国际工程地质与环境协会会刊Bulletin of Engineering Geology and the Environment。 

　　论文题目：Numerical investigation on the stability of deforming fractured rocks using discrete fracture networks: a case study of underground excavation

　　原文链接：https://doi.org/10.1007/s10064-019-01536-9  

图1  裂隙岩体模型网格剖分和数值仿真云图

图2  不同侧压系数下完整岩体和裂隙岩体的围岩变形曲线 

图3  裂隙岩体离散随机裂隙建模和数值仿真流程图 

（文/图 施工过程组）