斷層帶巖體三維滲流場分析及程序設(shè)計.pdf

1、斷層帶巖體中往往存在大量的不連續(xù)面，包括節(jié)理、層面、片理、裂隙、斷層等等，不連續(xù)巖體滲流普遍存在于人類的工程活動中，許多大壩工程的失穩(wěn)破壞均與其有關(guān)，隨著大型水利工程的建設(shè)和眾多地下工程的開展，常常遇到規(guī)模不等的不連續(xù)巖體，其滲流影響不容忽視，自上世紀(jì)中葉開始，不連續(xù)巖體滲流一直都是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點課題之一。研究不連續(xù)巖體滲流的方法歸納起來可分為三類:物理實驗法、理論分析法、數(shù)值模擬法。同其他方法相比，數(shù)值模擬方法具有成本低、速度快

2、、可重復(fù)、程序化等優(yōu)勢。對不連續(xù)面的模擬方式主要可以分為三類:包括等效模型、離散模型以及混合模型。離散模擬因為考慮了每條不連續(xù)面的幾何特性和物理性質(zhì)，相對于等效模擬更接近于工程實際，但造成了前處理的難度。
　　基于等效模擬和離散模擬存在的問題，本文致力于將二者融合運用。復(fù)合單元法在這方面具有特別的優(yōu)勢:可以考慮每條不連續(xù)面對滲流場的影響，但在前處理中卻不需考慮不連續(xù)面的數(shù)量、位置等空間幾何狀態(tài)，而是將其置于常規(guī)有限元內(nèi)部，由前處理

3、程序自動計算獲得復(fù)合單元，并形成復(fù)合單元內(nèi)的若干子單元，其顯著特征是每個復(fù)合單元中可以含有一組或者幾組不連續(xù)面，其計算程序可以整合到常規(guī)有限元分析中。
　　本文首先總結(jié)了不連續(xù)巖體滲流分析的模型，分六類進(jìn)行了簡要闡述，分析了每種模型的發(fā)展歷程及其優(yōu)缺點;其次總結(jié)了復(fù)合單元法在應(yīng)力應(yīng)變分析、滲流分析、溫度場分析、動力分析等方面的研究及發(fā)展;基于復(fù)合單元法的基本原理及不連續(xù)巖體滲流復(fù)合單元法模型，編制了相應(yīng)的計算程序，并對裂隙厚度的影