为优化非连续变形分析(Discontinuous Deformation Analysis for Rock Failure)中计算精度和计算时间的关系,文章提出了DDARF多尺度网格划分方法,分别建立了多尺度网格和均匀网格的单轴压缩模型,并进行了数值试验和室内试验的对比;将多尺度网格划分方法应用于大型地下洞室开挖,对洞室附近区域进行了针对性研究。结果表明:DDARF多尺度网格与均匀网格模型单轴压缩试验相比,网格数量相同时提高了裂隙附近的计算精度,裂隙扩展规律与室内试验更为吻合;多尺度网格划分方法应用于地下洞室的开挖,在相同计算精度下减少了计算时间,提高了效率,位移规律和FLAC计算结果吻合度较高;多尺度网格划分方法完善并加强了DDARF模拟岩体裂隙扩展的功能,对大型岩土工程稳定性的优化分析具有重要的实用意义。
首先采用DDARF(discontinuous deformation analysis for rock failure)分析方法对双裂隙岩块进行单轴和双轴压缩模拟试验,研究了裂隙角度和侧向应力大小对岩块特性的影响,得到了裂隙岩块在这两种加载试验中的破坏过程、应力-应变曲线以及岩块中裂隙的起裂应力和岩块的峰值强度。在双轴压缩模拟试验中绘制了裂隙角度为45°的岩块在不同侧向压力下的强度包络线。其次,采用DDARF分析方法模拟劈裂试验中含裂隙试块的锚固效果,得到了4种不同锚固角度试块的轴向荷载–位移变化曲线和裂隙扩展规律。模拟结果与前人的类似条件下的试验结果相符良好。随后又将双裂隙试块双轴压缩模拟试验中得到的参数运用到一个地下洞室的工程实例中,用等效力学特性的方法分析对比了完整岩体和节理岩体洞室开挖完成后的破损状态的差异。最后运用DDARF分析方法研究了随机生成4组节理岩体的地下洞室的稳定性,得到了洞室节理围岩的裂隙扩展过程。同时通过对关键点位移的监测分析了锚杆的锚固效应。
