一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法技术

本发明专利技术提供一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，包括根据工程范围和地层分布、隧道的尺寸大小建立隧道及地层模型；利用蒙特卡洛方法生成随机数，根据裂隙分布特征、以及概率密度分布函数建立离散裂隙网络DFN模板，切割隧道及地层模型并转换成粘合块体模型；利用蒙特卡洛方法生成随机数，根据溶洞分布特征确定溶洞的位置、半径并建立随机小球模型，将随机小球模型导入粘合块体模型中进行切割，并基于布尔运算的差集生成随机裂隙溶洞模型。本发明专利技术在建模过程中，综合考虑岩溶隧道在施工过程中周围围岩中裂隙、溶洞的分布情况，更好都模拟和分析隧道中岩溶地层中的工程力学行为和稳定性，从而提高隧道开挖施工的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩溶地质工程与岩土工程，尤其是一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法。

技术介绍

1、裂隙的形成主要是由于地质压力、温度变化或者岩石本身的物理力学性质变化所引起的，其为水流动提供了渗流路径，进而促进了溶洞的发育。此外，裂隙的发育和分布也控制着岩体整体力学性质，使其表现出随机性、不连续性以及空间各向异性。

2、在可溶性岩地层中，除了存在裂隙等软弱结构面存在之外，溶洞的发育较为广泛，由于其具有不规则的特性，因此可以认为含裂隙溶洞的地层是一种极不均匀的岩体，这些裂隙溶洞结构体的分布对岩体的工程力学性质和稳定性有很大的影响，进而对在该地层中的隧道开挖施工造成了很大的安全隐患。

3、由于地质作用复杂多变，因此裂隙以及溶洞在形成过程中具有不确定性，而且裂隙溶洞形态各异，分布复杂，因此，在隧道施工、矿山开采等工程应用中，准确描述裂隙和溶洞体的空间分布和力学特性至关重要。

4、但是，现有的技术难以准确地分析和描述岩溶发育地区的岩体。例如，现有模型在处理复杂地质条件下的多尺度裂隙和溶洞分布时存在局限性，难以有效模拟它们的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤S1）中，在构建隧道及地层模型前，需要先对工程地质条件进行量化，包括岩石的类型及其分布范围、断层褶皱、岩土物理力学参数、裂隙的分布特征、溶洞的发育特征。

3.根据权利要求2所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤S1）中，所述的隧道及地层模型的建立包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤S2）中，所述的离散裂隙...

【技术特征摘要】

1.一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤s1）中，在构建隧道及地层模型前，需要先对工程地质条件进行量化，包括岩石的类型及其分布范围、断层褶皱、岩土物理力学参数、裂隙的分布特征、溶洞的发育特征。

3.根据权利要求2所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤s1）中，所述的隧道及地层模型的建立包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤s2）中，所述的离散裂隙网络dfn模板的要素包括裂隙倾向、裂隙倾角、裂隙迹长、裂隙位置、裂隙密度；其中，所述的裂隙倾向、裂隙倾角服从fisher分布，裂隙位置服从均匀分布，裂隙迹长服从幂律分布。

5.根据权利要求1所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤s2）中，所述的岩体节理裂隙分布的密度参数指标由下式确定：

6.根据权利要求1所述的一种精细化随机裂隙溶洞隧道数值模型构建方法，其特征在于：步骤s2）中，所述的粘合块体模型bbm的生成，具体包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种精细化...

【专利技术属性】
技术研发人员：林沛元，李豪逸，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：