岩体中的裂隙频率怎么算

本研究内容主要包括以下四个方面:

(1)裂隙岩体结构模型研究。开展了裂隙岩体三维结构建模方法研究，介绍了三维结构面网络模拟的基本流程及结构面张量基本理论。在此基础上，研究了贵州省鱼简河水库坝址区岩体三维结构面网络模型的建立方法，并基于实测数据对岩体结构模型进行了验证;在已建立的岩体结构模型的基础上，计算了不同位置不同尺寸岩体的结构面张量参数，并对结构面张量参数的尺寸效应进行了分析。

(2)结构面力学特征研究。分别基于PFC数值试验及相似材料模型试验开展了结构面力学特征研究。基于PFC数值试验分别研究了同性结构面和异性结构面的剪切应力应变关系，重点探讨了异性结构面剪切特征的影响因素(法向应力、表面形态、壁岩组合)及其作用规律，研究了异性结构面的剪切破坏过程。以水泥、石膏、微硅粉、标准砂、水等混合而成的材料开展结构面相似材料模型试验，结合力学性质测试结果确定了相似材料配比，开展了异性结构面力学特性及破坏机理的研究。同时，进行了相似材料模型试验装置的改进，研发了不同表面形态结构面制样模具、结构面试样浇筑中的防沉降装置和直剪试验中多试样浇筑模具，开发了相似材料力学测试信息管理系统。

(3)裂隙岩体力学参数研究。对基于三维离散元仿真试验的裂隙岩体力学参数尺寸效应及空间各向异性特征研究方法进行探讨，解决了复杂裂隙岩体三维离散元仿真试验中的几个关键问题，包括非贯通节理的建模问题、结构面本构模型和复杂裂隙岩体模型的建立及计算问题。以贵州省鱼简河水库坝址区裂隙岩体为例，系统开展了裂隙岩体力学参数研究，包括:①基于三维离散元仿真试验，得到了研究区裂隙岩体抗压强度折减系数、变形模量折减系数、剪切模量折减系数、体积模量折减系数以及泊松比随岩体尺寸的变化规律，确定表征单元体尺寸约为18m;②利用结构面张量综合描述裂隙岩体中结构面系统的几何分布特征，分别建立了研究区裂隙岩体抗压强度折减系数、变形模量折减系数、剪切模量折减系数、体积模量折减系数与结构面张量参数之间的关系表达式;③基于结构面张量探讨了研究区裂隙岩体表征单元体结构面几何分布的空间各向异性，采用模型旋转的方法，得到了三维空间任意45°方向上研究区裂隙岩体表征单元体力学参数的变化规律，确定了各力学参数的空间张量及其主值和主方向，分别绘制了研究区裂隙岩体表征单元体抗压强度、变形模量及剪切模量的三维椭球体;④建立了研究区裂隙岩体的正交各向异性本构模型。

(4)裂隙岩体稳定性研究。分别基于等效连续介质法和非连续介质法开展了贵州省鱼简河水库坝址区裂隙岩体稳定性研究。在等效连续介质方法中，基于REV力学参数空间张量研究贵州省鱼简河水库导流洞出口段的稳定性，考虑水平应力系数对稳定性分析结果的敏感性，得到不同水平应力系数下不同截面处导流洞围岩的弹性变形特征。同时，基于非连续介质法，探讨贵州省鱼简河水库导流洞出口段的稳定性，对比验证了基于连续介质法的REV工程应用效果。两种方法所得的导流洞围岩最大位移数值较为接近，说明基于REV的等效连续介质法是合理的。与等效连续介质法不同的是，非连续介质法所得的导流洞围岩位移分布不规则，明显受到结构面空间分布特征的影响。两种方法的计算结果表明，导流洞围岩变形量很小(小于2.5mm)，且不存在塑性破坏区，说明导流洞围岩较为稳定，与实际工程情况一致。