含结构面岩体三轴压缩试验数值模拟研究.pdf

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1、第36卷第4期矿冶工程V〇1.36^42016年08月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGAugust2016含结构面岩体三轴压缩试验数值模拟研究贺建清U，李者U，刘毅2，高文华2(1.水能资源利用关键技术湖南省重点实验室，湖南长沙410014;2.湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测省重点实验室，湖南湘潭411201)摘要：基于现行岩体力学试验方法，建立三轴压缩试验数值模型并辨识模型的可行性。以风滩水电站为背景，对含结构面的岩体进行三轴压缩试验数值模拟，研究了岩体等效弹性模量各向异性的尺寸效应以及岩体结构面

2、倾角、间距等因素对岩体等效弹性模量的影响。采用此法模拟岩体三轴压缩试验求解岩体等效弹性模量，克服了承压板变形试验求解岩体等效弹性模量的理论缺陷，避免了现场岩体三轴试验周期长、代价昂贵等不足，为求解含结构面岩体的宏观力学参数开辟了一条新的途径。关键词：岩石力学；三轴压缩试验；数值模拟；等效弹性模量中图分类号：TD315文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.0253-6099.2016.04.001文章编号：0253-6099(2016)04-0001-04NumericalSimulationofTri-axialCompres

3、sionTestforRockMasswithStructuralPlaneHEJian-qing1，2，LIZhe1，2，LIUYi2，GAOWen-hua2(1.HunanProvincialKeyLaboratoryofKeyTechnologyonHydropowerDevelopment，Changsha410014，Hunan，China;2.HunanProvincialKeyLaboratoryofGeotechnicalEngineeringforStabilityControlandHealthMonitoring，Hu

4、nanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，Hunan，China)Abstract：Basedontheexistingrockmechanicstestingmethod，anumericalmodellortri-axialcompressiontestwasconstructedandverifiedfeasible.ThenFengtanhydropowerstationwastakenasanexample，numericalsimulationoltii-axialco

5、mpressiontestwasconductedlortherockmasswithstructuralplane，forinvestigatingtheimpactontheequivalentelasticmodulusofrockmassbyfactors，includingdimensionofanisotropy，dipofstructuralplaneanddistancebetweenstructuralplanes.Thismethodwasthenusedtosimulatethetri-axialcompression

6、testofrockmassforsolvingtheequivalentelasticmodulusofrockmass，showingitcanovercomethetheoreticaldefectinthesolvingmethodbydeformationtestofbearingplate，aswellasavoidthedisadvantagesoflongperiodandhighcostofin-situtri-axialtesting.Itsurelyprovidesanewapproachforsolvingthema

7、cro-mechanicalparametersofrockmasswithstructuralplane.Keywords：rockandsoilmechanics；tri-axialcompressiontest;numericalsimulation；equivalentelasticmodulus自然界中的岩石在经历过复杂地质构造和浅表改压板变形试验[5]求解岩体等效弹性模量需假设岩体造作用后，岩体内部不可避免会发育众多不同性质、规为连续均勻的介质。此外，现场试验由于受多种因素模和方向的节理、裂隙等构造面。这些构造面的存在的制约，试

8、验结果具有很大的离散性[6-8]，难以代表整使得岩体具有不均勻性与不连续性。此外，工程岩体个工程岩体的力学性质。采用计算机模拟现场岩体力赋存的地质环境错综复杂。受这些因素的综合影