裂隙岩体水力学模型的建立

工作量巨大和难以满足实际工程精度要求等缺陷，为避免这类缺陷，采用分形理论，并根据裂隙发育规模与工程尺度的关系，提出了基于岩体与流体相互作用的拟连续介质模型和离散介质模型耦合的计算模型。对于岩体中大的裂隙断层之类采用离散介质模型，对于含有小的裂隙、微裂隙的岩体采用拟连续介质模型，然后根据两类介质接触处的水头相等及位移连续从而建立裂隙岩体水力学模型。在该模型中首次提出了跨越尺度效应的渗透张量表达式。耦合模型使用离散介质渗透理论描述岩体主干裂隙中的水运动，使用连续介质渗流理论来描述岩体次要裂隙及孔隙的储水性质。

离散裂隙网络介质模型就是把岩块本身确定为不透水，水只沿裂隙流动，地下水的运动规律是通过岩体内部的裂隙网络反应的。对于表征单元不存在或者存在但是很大的岩体，离散裂隙网络模型更适合分析这类岩体的渗流特征。本文就是通过离散元软件UDEC建立离散裂隙网络介质模型，根据边坡典型剖面，通过提取坐标建立块体单元，然后根据其中的层面和统计的节理，将编制的程序导入到UDEC中生成裂隙岩体离散裂隙网络介质模型（DFN）。

3、模型建立举例

选取一岩质边坡剖面图，考虑其内部的岩层层面和断层面建立地质概化模型，具体见图1。在对此概化模型进行网格剖分时，考虑到库水对岸坡的影响，岸坡剖面剖分的相对较密，采用UDEC软件自动生成的三角形网格进行剖分，这样处理在不影响模拟效果的同时能节省大量机时。共剖分273个块体，16663个单元，10674个结点（图2）。然后选取一定的参数和工况，进行数值模拟，就可以得到边坡水压力场、变形特性、应力场特性、斜坡稳定性等。

4、结论及展望

本文简单论述一下如何运用UDEC建立斜坡离散裂隙网络数值模拟计算模型，离散裂隙网络模型跟传统的拟连续介质模型比较，可以更加正确的反映岩石内部的结构和构造，运用离散裂隙网络介质模型可以更加准确的模拟水在裂隙岩体中的运动规律。

参考文献

[1]柴军瑞.采用Monte-Carlo模拟技术计算裂隙岩体的分维数[J].水文地质工程地质，2000，2：12-13.

[2]陶振宇，窦铁生.关于岩石水力模型[J].力学进展，1994，24（3）：409-417.

[3]仵彦卿.岩体水力学基础（一）～（七）[J].水文地质工程地质，1996-1998.

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