[发明专利]一种裂隙岩体模拟方法及系统

说明书

本发明提供了一种裂隙岩体模拟方法及系统，通过对裂隙岩体几何、物理参数的不连续变形相似准则的研究，提供了确定裂隙岩体几何、物理参数不连续变形相似准则的确定方法，由于该相似准则全面反映了材料、几何、边界条件与动力条件等方面的相似性，能够更好的模拟工程实际中大尺度复杂裂隙网络岩体的结构形式与受载情况，为物理模型试验方法提供指导，实现对裂隙岩体更准确的模拟。

技术领域

本发明涉及岩体力学技术领域，特别是涉及一种裂隙岩体模拟方法及系统。

背景技术

岩体由于经受过复杂的地质作用，导致其内部形成各种各样的结构面，如断层、节理、裂隙等。裂隙岩体变形性能是岩石力学理论研究的重要基础，也是评价边坡、地下洞室和隧道安全稳定的关键因素。对于工程实际中的大尺度复杂裂隙岩体结构，直接采用理论分析和数值计算的方法研究其在复杂荷载作用下的变形特征具有很大的困难，而进行现场试验耗费的成本太高，且重复性差。物理模型试验方法具有可控制性、可重复性等优点，且易于实现。

物理模型试验的主要依据是相似准则，包括材料相似、几何相似、边界条件相似和动力相似等。由于工程实际中的大尺度复杂裂隙网络岩体的结构形式和受载情况都较为复杂，现有的物理模型试验方法很难同时满足上述所有的相似条件，不能完整的反映出裂隙岩体的变形规律。

发明内容

本发明的目的是提供一种裂隙岩体模拟方法及系统，综合考虑了裂隙岩体几何、物理参数的不连续变形相似准则的建立，通过协调各参数之间的关系，实现了对裂隙岩体变形情况的准确模拟。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种裂隙岩体模拟方法，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；

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。

一种裂隙岩体模拟系统，所述系统包括：

原始模型模块，用于构建裂隙岩体结构力学模型；

不连续变形模量模块，用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；

相似模型模块，用于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；

相似准则模块，用于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；

模拟模块，用于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。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种裂隙岩体模拟方法及系统，通过对裂隙岩体几何、物理参数的不连续变形相似准则的研究，提供了确定裂隙岩体几何、物理参数不连续变形相似准则的确定方法，由于该相似准则全面反映了材料、几何、边界条件与动力条件等方面的相似性，能够更好的模拟工程实际中大尺度复杂裂隙网络岩体的结构形式与受载情况，为物理模型试验方法提供指导，实现对裂隙岩体更准确的模拟。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。