[发明专利]一种裂隙岩体模拟方法及系统

权利要求书

1.一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

构建裂隙岩体结构力学模型；

根据所述裂隙岩体结构力学模型计算反映裂隙岩体的不连续变形模量方程；

根据所述裂隙岩体结构力学模型建立不连续变形相似力学模型；

根据所述不连续变形模量方程和所述不连续变形相似力学模型，利用相似变换得到反映裂隙岩体变形特性的相似准则；所述相似准则包括：

其中，E₁为裂隙岩体沿加载方向变形模量，E₀为岩石基质杨氏模量，和分别为裂隙结构面法向刚度和切向刚度，和分别为不连续变形相似力学模型的裂隙结构面法向刚度和切向刚度，L₁×L₂为裂隙岩体力学模型的岩块尺寸，L′₁×L′₂为不连续变形相似力学模型的岩块尺寸，l_i为第i条裂隙长度，l′_i为不连续变形相似力学模型的第i条裂隙长度，E′₁为裂隙岩体沿加载方向变形模量，E′₀为岩石基质杨氏模量；

根据所述相似准则采用物理模型试验方法对裂隙岩体的变形情况进行模拟。

2.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，所述构建裂隙岩体结构力学模型包括：

根据二维平面应力规律，建立轴向加载条件下二维贯通裂隙岩体结构力学模型；

根据所述二维贯通裂隙岩体结构力学模型建立相应的裂隙岩体结构力学模型。

3.根据权利要求2所述的一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，所述根据所述二维贯通裂隙岩体结构力学模型建立相应的裂隙岩体结构力学模型包括：

根据所述二维贯通裂隙岩体结构力学模型中裂隙端部约束影响以及裂隙连通率影响建立相应的裂隙岩体结构力学模型。

4.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，根据所述裂隙岩体结构力学模型计算反映裂隙岩体的不连续变形模量方程包括：

根据所述裂隙岩体结构力学模型建立轴向加载位移方程；

根据所述轴向加载位移方程得到反映裂隙岩体的不连续变形模量方程。

5.根据权利要求4所述的一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，所述轴向加载位移方程包括：

其中，u₁为岩石基质轴向加载位移，u₀为岩石基质沿加载方向的位移，σ₁为承受轴向加载应力，l_i和α_i分别为第i条裂隙长度和倾角，和分别为裂隙结构面法向刚度和切向刚度，f为裂隙连通率对岩体裂隙变形的影响系数，r_i为第i条裂隙端部对该裂隙变形的影响系数，L₂为岩块尺寸。

6.根据权利要求4所述的一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，所述不连续变形模量方程包括：

其中，E₁为裂隙岩体沿加载方向变形模量，E₀为岩石基质杨氏模量，l_i和α_i分别为第i条裂隙长度和倾角，和分别为裂隙结构面法向刚度和切向刚度，L₁×L₂为岩块尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体模拟方法，其特征在于，所述根据所述裂隙岩体结构力学模型建立不连续变形相似力学模型包括：

根据所述裂隙岩体结构力学模型的材料参数、物理参数与边界条件推导得到所述不连续变形相似力学模型。