非连续变形分析（DDA）方法中的预应力锚杆模拟

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4卷第1期地下空间与工程学报V01．42008年2月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringFeb．20o8非连续变形分析(DDA)方法中的预应力锚杆模拟’张秀丽，焦玉勇，刘泉声(中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉430071)摘要：建立了预应力锚杆在DDA程序中的表达形式，并加入到DDA程序中。作为验证，计算了两个算例，用以模拟无锚杆、有锚杆(不同预应力值)条件下节理岩体的稳定情况，模拟结果体现了预应力锚杆对节理岩体的加固作用，而

2、且随着预应力值的增大，这种加固作用也越明显，表明作者对预应力锚杆的模拟是正确的。关键词：DDA；节理岩体；预应力锚杆中图分类号：TU47．TB115文献标识码：A文章编号：1673-0836(2007)05-0038-04OnModelingofPre．tensionBoltinDiscontinuousDeformationAnalysisMethodZHANGXiu-li，JIAOYu-yong。LIUQuan-sheng(InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofScien

3、ces，Wuhan430071，P．R．China)Abstract：Thealgorithmformodelingpre—tensionboltisproposedandformulatedIandimplementedintheo_rlginalDDAprogramdevelopedbyProfessorShiGenhua、Foritsverification，twoexamplesarecomputedtosimulatethestabilityofthejointedrockwithorwithoutbolt．Thesimu

4、latedresultsdemonstratetheefectofpre—tensionboltonthereinforcementofrockmass，indicatingthatthealgorithmonpre—tensionboltiscorrectandvalid．Keywords：DDA；jointedrockmass；pre—tensionbolt算块体系统的大变形(每一时步的小变形累积的1引言结果)。自提出以来，DDA方法受到了国内外学者DDA方法是石根华博士提出来的一种基于离的广泛关注和青睐。目前，DDA理论得到了

5、较大散介质模型的数值方法，该方法能充分考虑岩体的的发展【2]，包括精细化块体内的应力场、快速有不连续特性，可以模拟块状结构岩体的非连续变效的接触判断、求解块体之间的真实接触力、三维形、大变形行为J。DDA的研究对象是由节理切DDA方法等，另外，程序的前后处理、可视化方面割而成的块体系统，各个块体的运动用牛顿定律来也得到了较大的改善。随着DDA的理论及程序的描述，而块体之间不能相互嵌人。DDA的求解格Ft渐成熟和完善，它在边坡工程、地下工程、采矿工式类似于有限元，它利用最小势能原理把单个块体程、水电工程中的应用也越来越广泛，也用于的运

6、动和块体之间的接触统一到联立方程组中，用求解地震、爆破、大地构造等动力问题。隐式的格式求解，得到每个块体的位移未知量。由本文建立了预应力锚杆在DDA程序中的表达于DDA方法基于运动学理论，因此，既可用于求解形式，并加人到了石根华教授编制的DDA程序中。静力学问题，又可以求解动力学问题·而且可以计然后，构造了两个算例，分别模拟无锚杆、施加普通收稿日期：2007-06—10(修改稿)作者简介：张秀丽(1979一)，女，在读博士，武汉大学水利水电工程建筑专业毕业，主要从事岩石力学数值计算方法方面的工作。E-mail：cxlzhang@ya

7、hoo．coin．en。基金项目：国家自然科学基金资助项目(50479071)，中国科学院武汉岩土力学研究所领域前沿项目(Q110402)维普资讯http://www.cqvip.com2008年第1期张秀丽，等：非连续变形分析(DDA)方法中的预应力锚杆模拟39锚杆以及施加预应力锚杆情况下节理岩体的稳定簧；对第二类接触，在接触处加一个法向弹簧；对于性，以检验预应力锚杆的加固效果。第三类接触，在接触处加一个法向弹簧和一个切向弹簧。对应地，在总刚度矩阵中的相应位置加入接2DDA方法触子矩阵，求解式(2)。根据计算结果，判断无嵌●●●●

8、●●DDA以块体内某一点的位移、变形为未知量，入、无拉伸条件是否满足，如果不满足，在有嵌入的因此，对块体的形状没有要求，既可以是凸多边形，地方加接触弹簧，在有张拉的地方去掉弹簧，改动nn也可以是凹多边形。每个块体有6个自由度，用块总刚