國內(nèi)外大型巖土工程實踐表明，工程巖體中存在的不連續(xù)面對地下工程建造與長期安全運營有重要影響。為深入研究裂隙巖體穩(wěn)定性，采用“離散裂隙巖體模型”對含隨機(jī)裂隙的工程巖體進(jìn)行仿真對指導(dǎo)工程實踐有重要意義。

　　針對這一問題，在陳衛(wèi)忠研究員帶領(lǐng)下，武漢巖土所施工過程力學(xué)學(xué)科組對裂隙巖體建模和數(shù)值仿真方法展開了系統(tǒng)研究，重點解決隨機(jī)裂隙生成和復(fù)雜裂隙網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格剖分兩個關(guān)鍵問題。發(fā)展了一種隨機(jī)多裂隙生成算法，該模型可考慮每條裂隙的真實隙寬，在數(shù)值仿真中對裂隙設(shè)置不同的力學(xué)參數(shù)，可反映不同地質(zhì)情況下的裂隙特性。為解決模型網(wǎng)格剖分問題，發(fā)展了一種適用于復(fù)雜裂隙巖體模型的單元自適應(yīng)生成方法，能夠處理交叉裂隙處的網(wǎng)格單元生成問題。隨后，將離散裂隙模型(DFM)和粘結(jié)單元模型(CZM)結(jié)合，發(fā)展了一種離散裂隙-粘結(jié)單元方法(DFM-CZM)，通過損傷因子演化反映裂隙面破壞現(xiàn)象，由此能模擬多個隨機(jī)裂隙面的損傷漸進(jìn)破壞，使其兼具DFM處理多裂隙和CZM模擬損傷漸進(jìn)的優(yōu)點。綜合運用本研究所發(fā)展的方法，對地下工程的穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值仿真研究。 

　　研究工作得到國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(2015CB057906)的資助，相關(guān)研究成果發(fā)表于國際工程地質(zhì)與環(huán)境協(xié)會會刊Bulletin of Engineering Geology and the Environment。 

　　論文題目：Numerical investigation on the stability of deforming fractured rocks using discrete fracture networks: a case study of underground excavation

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s10064-019-01536-9  

圖1  裂隙巖體模型網(wǎng)格剖分和數(shù)值仿真云圖

圖2  不同側(cè)壓系數(shù)下完整巖體和裂隙巖體的圍巖變形曲線 

圖3  裂隙巖體離散隨機(jī)裂隙建模和數(shù)值仿真流程圖 

（文/圖 施工過程組）