含分形斷層面巖體破壞的數(shù)值模擬及分析

斷層廣泛存在于巖體中,對于含有斷層的巖體來講,其在地震或各類開挖影響下的破壞往往是沿著斷層面發(fā)生的,其中,斷層面的粗糙性質(zhì)對巖體破壞具有很大的影響.在現(xiàn)場勘測并研究檢驗(yàn)實(shí)地?cái)鄬用婢哂蟹中涡再|(zhì)的基礎(chǔ)上,用數(shù)值模擬方法研究了含分形斷層面巖體破壞過程的應(yīng)力響應(yīng)、應(yīng)力場、變形場和破壞機(jī)理.利用Weaerstrass-Mandelbrot函數(shù)構(gòu)造分形維數(shù)D分別為1.1,1.2,1.3,1.4,1.5的5條自仿射分形曲線,并構(gòu)造于數(shù)值模擬模型中,實(shí)施開挖引起巖體沿?cái)鄬用嫫茐牡臄?shù)值模擬.用大型通用有限元分析(FEA)軟件--ANSYS進(jìn)行了模擬分析,并與含平面斷層巖體的滑移破壞情況進(jìn)行了對比分析.模擬分析表明,斷層存在對巖體中的應(yīng)力分布和變形分布有著強(qiáng)烈的阻隔作用,而且斷層面分形維數(shù)越小,這種阻隔作用就越強(qiáng)烈,斷層面的分形維數(shù)D=1.5時(shí)的應(yīng)力分布和變形分布較D=1.1,1.2,1.3,1.4時(shí)更為接近無斷層時(shí)的情況;隨著斷層面分形維數(shù)的增加,斷層上盤(破壞或移動盤)對下盤的帶動作用越來越大,斷層面的分形維數(shù)D=1.1時(shí)的斷層兩側(cè)巖體滑移落差值最接近于平面斷層時(shí)的情況,斷層露頭處的臺階落差也最大,這與工程實(shí)際吻合.

作 者： 于廣明 張健 趙建鋒 于英年 周革強(qiáng) Yu Guangming Zhang Jian Zhao Jianfeng Yu Yingnian Zhou Geqiang   作者單位： 于廣明,張健,Yu Guangming,Zhang Jian(青島建筑工程學(xué)院土木工程學(xué)院,青島,266033)

趙建鋒,Zhao Jianfeng(北京工業(yè)大學(xué),北京,100022)

于英年,周革強(qiáng),Yu Yingnian,Zhou Geqiang(青島市建委,青島,266033) 

刊 名： 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)  ISTIC EI PKU 英文刊名： CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING  年，卷(期)： 2002 21(z2)  分類號： O241  關(guān)鍵詞： 數(shù)值分析   分形斷層面   巖體滑移破壞   數(shù)值模擬   應(yīng)力響應(yīng)   分形維數(shù)   斷層臺階落差  

【含分形斷層面巖體破壞的數(shù)值模擬及分析】相關(guān)文章：

鋼管爆炸破壞的數(shù)值模擬分析與試驗(yàn)研究04-26

截齒截割煤體變形破壞過程數(shù)值模擬研究04-26

低溫等離子體數(shù)值模擬方法的分析比較04-26

引水隧洞襯砌設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬分析04-27

跨聲速鈍體繞流數(shù)值模擬研究04-27

含裂紋固體推進(jìn)劑裝藥的內(nèi)流場數(shù)值模擬04-26

跨區(qū)域人工影響暴雨強(qiáng)度的數(shù)值模擬Ⅰ:條件分析及增雨模擬04-27

在日溝火山巖區(qū)雜巖體的巖石特征及其含礦性分析04-26

基于對偶混合變分原理的Signorini問題的數(shù)值模擬04-27

Y形構(gòu)形微通道流動換熱特性的數(shù)值分析04-26