大型节理岩体工程破坏规律三维弹脆塑性有限元分析与加固治理-西安科技大学科技处

岩土与建筑

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大型节理岩体工程破坏规律三维弹脆塑性有限元分析与加固治理

2006-11-24 00:00

大型节理岩体工程破坏规律三维弹脆塑性有限元分析与加固治理
(2006-11-24)

应用行业：矿山、水利、国防、铁道
技术领域：工程评估
任务来源：长江水利委员会
Ø 主要内容
如何科学合理的评价大型节理岩体工程的稳定性，进行合理的支护决策，以保证工程的安全建设和营运，是岩土工程领域的一个重要课题。岩体中的节理和断层的存在是影响岩体稳定的非常重要的因素。本课题发展的将大量结构面和断层按照其真实产状布置在三维有限元模型中的做法,最大限度的提高了三维弹脆塑性有限元分析的真实性。基于对岩体破坏规律的真实模拟，给出科学实用的支护措施。基于先进的计算机仿真实验完成动态的施工过程模拟，用于指导施工。
Ø 技术要点
岩石是一种典型的脆性破坏材料，传统的弹塑性分析模型与岩体的实际破坏规律有一定的误差,采用弹脆塑性模型分析节理岩体的破坏机理可以缩小数值模拟结果与实际工程问题的偏差。本成果可用于大型节理岩体工程的稳定性分析与加固。本成果中的三维有限元建模、独特的收敛解法、结果分析的可视化等技术处于国内领先水平。
关键技术：
1. 考虑多种因素：地下水、节理、断层、初始地应力场、构造应力
2. 独特的前处理技术
3. 采用二次细分网格法可以真实的模拟大范围的地应力场
4. 先进的PCCG方程求解器可用于超大规模节理岩体破坏规律有限元模拟
5. 真实模拟支护加固措施，动态模拟施工过程
6. 先进的后处理技术，使得三维结果易于理解和应用
Ø 应用情况及前景
本成果已经用于“三峡左厂1~5#坝段深层抗滑稳定三维有限元分析”，“清江水布垭地下厂房超大规模三维弹脆塑性有限元分析”和“清江水布垭高陡边坡稳定三维弹脆塑性有限元分析”等课题的研究中，产生了显著的社会、经济效益。其中，“三峡左厂1~5#坝段深层抗滑稳定三维有限元分析”获2002年上海市科技进步二等奖。
Ø 合作方式：岩体边坡破坏机理及加固治理；大型节理岩体隧洞稳定评价与支护；大型地下空间开发利用