岩体随机不连续面三维网络模型的检验.pdf

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1、第19卷增刊地球科学进展Vol.19Suppl.2004年6月ADVANCEINEARTHSCIENCESJun.，2004文章编号：1001-8166（2004）增-0402-05岩体随机不连续面三维网络模型的检验곘王树林，陈剑平，石丙飞（吉林大学建设工程学院，吉林长春130026）摘要：岩体随机不连续面三维网络模拟技术成熟与否的一个重要标志就是最终的网络模型是否能够较真实地再现岩体的实际情况，为了使三维网络模型的结果能够真正地应用于实际工程，就必须对模拟的结果进行必要的检验，检验的办法就是将模拟出的模型剖面图形与原型测量窗口的图形进行图形对比，或者将原型的

2、观测数据与模型的测试数据进行数据对比，当这种检验达到精度时，模拟出的模型为有效模型，可以投入工程实际应用。关键词：随机不连续面；岩体；三维网络模型；检验中图分类号：TU45文献标识码：A不断的深入研究，又提出了三维网络结构岩体力学0前言［9］的新思维。与一般材料相比，岩体具有结构复杂、性质不随着解决块状结构岩体稳定性方法的提出，人［1］均、各向异性、非线性、非连续性等特征，而造成们对这一领域的研究有了更深入的了解，特别是三这种复杂特性的根本原因，就是岩体中普遍存在的维网络结构岩体力学思想的提出，要求三维网络模各种不连续面，其中不连续面发育的密度、延展性、拟技术

3、更为完备，为了使三维网络数值模拟技术的充填性、胶结特性、起伏特性等，在很大的程度上决结果更贴近实际情况，本文将介绍三维网络模型的定了岩体的力学效应，与岩体的力学效应紧密相关检验技术。的就是岩体的结构特征，通常将岩体的结构划分为［2］1三维网络模型构建技术简介4大类，Hoek等根据工程岩体的规模与结构体规模之间的相对关系来确定岩体的结构类型，在划分岩体随机不连续面三维网络模拟技术，基于3的4大类岩体结构中，块状结构岩体是一种十分常个重要的基础，即地质基础、几何知识和概率统计基见且具有典型非线性特征的岩体。到目前为止，仍础知识，以及计算机编程技术。然没有一种很好的

4、办法来解决这种具有复杂结构系所谓地质基础，就是要注重地质体不连续面的［3］统岩体的稳定性评价问题，较好的方法是石根华现场原型调研，这一步骤主要是传统岩体不连续面［4］提出的块体理论，以及后来的DDA方法。这些方的地质调查技术，随机不连续面三维网络模拟技术法都对块结构岩体的稳定性评价方面起到了积极的要求现场主要采用窗口取样调查法，即要求现场调作用，但仍然存在着相当的局限性，因为在实际工作查各不连续面的长度、间距、空间产出状态以及每一中，人们在现场只能观察到工程表面的不连续面分个不连续面的空间坐标，而传统的测线法并不考虑［5］布特征，这使得块体理论与DDA以及离散

5、元等方每一个随机不连续面的空间坐标，也就是说传统的法受到了很大的限制。为了更好地搞清岩体内部结测线法没能考虑随机不连续面的坐标的调查。同构的特征，陈剑平等建议采用岩体结构面三维网络时，在现场原型调研的过程中还不能简单地采用抽［6～8］数值模拟的方法取得了较好的效果，通过持续样调查的方法，要求对取样窗口中所有达到一定规收稿日期：2004-04-10.곘*基金项目：国家自然科学基金项目（编号：40272117）；2002年高等学校博士学科点专项科研基金项目资助.作者简介：王树林（1967-），男，吉林省人，博士研究生，主要从事地质工程领域的研究工作.E-mail：

6、chenjianping＠email.jlu.edu.cn增刊王树林等：岩体随机不连续面三维网络模型的检验403模的不连续面一个不漏地进行测量。因此说，这一工作的现场调查是数量庞大且乏味的工作。三维网络数值模拟的过程主要就是对每一个随机不连续面几何尺寸的模拟，这一过程主要包括了依据测区随机不连续面空间产状的几何特征进行的岩体结构均质区的模拟，随机不连续面的优势组数划分，随机不连续面几何尺寸的模拟或偏差校正，如［10］观测迹长的偏差校正，迹长转化为三维空间圆盘几何大小的模拟，随机不连续面间距和空间密度的模拟，以及随机不连续面迹长、间距的概率分布密度函数的最佳拟合

7、等，还包括测量窗口与随机不连续面相对位置的差异而导致的观测样本取样偏差的校图1网络模型与窗口尺寸的相关关系图正，以上各个步骤都是对随机不连续面几何属性的Fig.1Thediagramofsamplingwindowandnetworkmodelsize模拟，当然在上述模拟过程中几乎每一步都涉及到了概率统计知识的应用。程同样采用泊松分布的随机模拟技术；②根据圆盘另外，在以上求参的基础上，还需要进一步采用直径的概率分布密度函数，用蒙特卡罗法模拟生成蒙特卡罗模拟技术来生成岩体随机不连续面的三维每一个圆盘的直径大小；③根据每一组的实测产状网络数值模型。而每一步骤的实现

8、都不是简单操作数据，采用蒙特卡罗法与经