合作案例

柱狀節理巖本構開發

 

柱狀節理玄武巖作為高度節理化的特殊結構巖體,其巖體力學性質遠比層狀結構、塊狀結構、鑲嵌結構巖體復雜。當柱狀節理巖體作為工程巖體時,其非線性、非連續性、各向異性和破裂松弛特性都尤為突出。

浙江中科ITASCA科研人員率先在國內開展柱狀節理巖體力學性質研究,于2007年撰寫了《柱狀節理巖體各向異性力學性質與工程應用》博士論文,并且得到潘家錚院士評閱。

隨后數年,在持續跟蹤白鶴灘導流洞、巨型尾水調壓室穹頂、壩基等部位柱狀節理巖體工程問題研究中,形成并且完善了可以直接應用于工程實際的非連續和連續數值模擬分析方法。

基于三維離散元3DEC技術可以直接模擬非規則的柱體結構特征,同時,在研究巖體尺寸效應基礎上,開展中小尺度的數值試驗,探討柱狀節理巖體各向異性的變形、強度、剪脹等特性。此外,根據原位試驗模擬可以反演柱狀節理細觀力學參數。 

連續方法在考慮尺寸效應基礎上,通過在FLAC3D平臺研發適用于大尺度柱狀節理巖體的等效連續本構模型,以實現模擬足夠密集的海量柱狀節理面的影響,同時,極大程度地提高計算效率。 

 

浙江中科ITASCA于2013年邀請了P. Cundall院士(他作為巖土工程界應用最為廣泛的FLAC、離散元、PFC數值計算方法的鼻祖,在研究和描述復雜巖體力學特性方面具有極其深厚的造詣。此外,他還在80年代即結合美國哥倫比亞玄武巖流巖石力學特性研究開展了一系列的基礎性研究工作,是復雜巖體力學性質研究方面最杰出的專家)和C. Detournay博士赴白鶴灘工程現場勘查,并針對特殊的非規則柱狀節理巖體定制研發了專用本構模型。

采用基于研發本構模型的計算結果與解析法、3DEC方法一致,同時能夠極大地提升計算效率,實現將先進的數值模擬技術應用于工程實際的快速分析與決策中。

 

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