某随机分布裂隙岩体引水隧道开挖变形特性研究OA

自然界中的岩体裂隙具有随机分布的特性,裂隙岩体隧道洞室开挖卸荷后极易发生变形和破坏现象。因此,研究随机分布裂隙岩体隧道洞室围岩变形及变形特性具有重要意义。以广东省化州市某复杂丰富裂隙引水隧洞为工程背景,获取了现场裂隙几何特征及物理力学参数,建立了裂隙几何特征参数函数概率模型,模型可满足天然裂隙随机分布特性。基于裂隙几何特征参数函数概率模型,采用3DEC离散元数值软件,建立了DFN随机裂隙岩体隧道开挖模型,分析了裂隙几何特征和力学参数对隧洞岩体变形的影响。研究结果表明:隧道围岩位移随着裂隙体密度的增加普遍呈指数型函数增长,随着裂隙数量的递增,导致洞室内裂隙面相互切割成不利组合;拱顶围岩位移随着裂隙面内摩擦角递增呈线性函数递减,进洞口仰拱处出现局部上鼓现象;随着裂隙面内摩擦角不断增加,在裂隙破碎带范围内塑性区面积急剧增大,尤其是拱顶上方。