恒定法向刚度边界条件下岩石节理剪胀特性数值模拟

摘要

恒定法向刚度边界条件下的节理剪胀特性对于深部地下工程岩体稳定性至关重要。利用UDEC软件,基于连续屈服微段节理模型,构建恒定法向刚度边界条件下岩石节理剪切离散元计算模型,探讨恒定法向刚度边界条件下岩石节理的剪胀效应。结果表明:岩石节理剪胀段的剪胀位移呈负指数增长;岩石节理的最大剪胀位移与最大起伏高度呈正相关关系,与初始法向应力和法向刚度呈负相关关系;岩石节理剪胀收敛速率随着初始法向应力和法向刚度的增大而增大;通过对岩石节理的宏观剪胀数值曲线的分析,提出适用于恒定法向刚度边界条件的考虑节理的最大起伏高度、凸起体倾角、法向刚度和初始法向应力的岩石节理非线性剪胀模型,通过剪胀理论曲线和数值试验曲线的对比,表明该模型具有较好的普适性。