The present invention provides a discontinuous deformation analysis method based on random strength of rock mass structure plane. First of all, the classification of structural plane of rock mass, the mechanical test for different types of structures should face strength parameters, including mean and standard cohesion, friction angle and the uniaxial tensile strength difference; then, according to the mean and standard strength of various types of structural plane parameters, the corresponding structure of the stochastic intensity generated by the coordinate transformation method; finally, a structure of the random strength of rock mass by non continuous deformation based on simulation analysis, including based on random strength calculation of sliding friction force, and according to the random strength contact judgment, solving the opening and closing state etc.. According to the method of the invention, the strength of the structural surface is closer to the actual situation of the rock mass, and the calculation result of the discontinuous deformation analysis is more accurate and true.
【技术实现步骤摘要】
基于岩体结构面随机强度的非连续变形分析方法
本专利技术涉及一种基于岩体结构面随机强度的非连续变形分析方法,属于水利水电工程
技术介绍
在岩体工程的稳定性分析中,各种分析方法日趋成熟,经典的极限类分析方法和近代数值类分析方法得到的结果基本一致,并能相互印证,方法本身不再是岩体稳定性分析的制约因素。影响分析结果的主要因素是岩体的强度参数。对于强度参数的取值,传统上采用确定性方法,通过地质调查和室内试验对岩体中的结构面进行分类定值,对每种类型的结构面给出一组确定的强度参数。在数值模拟时,对属于同一类型的结构面全部采用同一组强度参数进行计算。这种取值方法简单明了易于理解,但与实际情况不符,得到的分析结果存在偏差。实际上,岩体结构面的力学性能受到含水率,夹层性态,产状,间距等多种因素的影响,其强度参数在空间分布上具有较大的离散性和随机性。即便对属于同一类型的结构面来说,每条结构面的强度也并不是定值,而是服从某种随机分布规律。一般认为,结构面的强度参数服从正态分布,强度参数围绕某一均值左右浮动。在数值模拟时,应当根据同一类型结构面的多个样本的统计规律,对每条结构面的强度参数进行随机取值,依据随机强度进行计算分析,从而取得更加接近实际的结果。非连续变形分析(DiscontinuousDeformationAnalysis简称DDA)方法是研究包括岩体在内的非连续介质的有力工具。该方法自20世纪80年代提出以来,受到了岩土工程界学者的广泛关注,陆续在国内外大中型岩体工程中得到了应用,其有效性已经被大量验证。DDA方法的研究对象是离散的块体系统,其优点在于,能够充 ...
【技术保护点】
基于岩体结构面随机强度的非连续变形分析方法,其特征在于,包括:获取岩体中不同类型结构面的强度参数对应的均值和标准差;根据各类型结构面的强度参数对应的均值和标准差,生成各类型结构面对应的每条结构面的随机强度;基于每条结构面的随机强度进行非连续变形分析模拟。
【技术特征摘要】
1.基于岩体结构面随机强度的非连续变形分析方法,其特征在于,包括:获取岩体中不同类型结构面的强度参数对应的均值和标准差;根据各类型结构面的强度参数对应的均值和标准差,生成各类型结构面对应的每条结构面的随机强度;基于每条结构面的随机强度进行非连续变形分析模拟。2.根据权利要求1所述的基于岩体结构面随机强度的非连续变形分析方法,其特征在于,基于结构面的随机强度进行非连续变形分析的方法为:根据第j条结构面的随机强度按照公式(1)计算该结构面上的摩擦力F,其中,p为法向接触刚度,d为法向嵌入距离,s为摩擦力的方向函数,为第j条结构面的随机摩擦角;然后,根据计算得到的摩擦力生成等效荷载列阵{F},并集成到总体平衡方程进行求解。3.根据权利要求2所述的基于岩体结构面随机强度的非连续变形分析方法,其特征在于,基于结构面的随机强度进行非连续变形分析的方法为:根据结构面的随机强度进行接触判断,设Nj为第j条结构面上的法向接触力,Tj为第j条结构面上的切向接触力,为第j条结构面上的切向位移矢量,为摩擦力矢量,||表示两个矢量指向同一方向,为第j条结构面的随机强度,则:A、当前的接触状态为张开时,若Nj>ftj,则接触状态保持不变;B、当前的接触状态为张开时,若Nj<0,且则将接触状态更新为滑动;C、当前的接触状态为张开时,若Nj<0,且则将接触状态更新为锁定;D、当前的接触状态为滑动时,若Nj>ftj,则将...
【专利技术属性】
技术研发人员:张国新,雷峥琦,程恒,
申请(专利权)人:中国水利水电科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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