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岩体结构面三维随机模拟与岩体块度计算

徐继先  
【摘要】:本文介绍一个岩体结构面三维随机模拟和岩体块度计算的一般模型.该模型由四部份组成:1)结构面的三维统计描述;2)结构面的三维随机模拟;3)结构面系统的连通性研究;4)岩体块度计算.本文主要介绍该模型的理论部份,所述内容大部份都已程序化.模型第一部份由DISTAT程序实现,后三部份由SIMBLOC程序实现.在论文的相应章节,我们也给出一些计算实例.岩体中各种结构面(不连续面),如节理、层面,以及断层等,对岩体力学性质和岩体渗透性质的影响甚至控制作用为人们所广泛地了解和重视.要在岩体力学计算和裂隙介质渗流计算模型中定量地考虑结构面系统的影响,通常要做两方面的工作:1)结构面系统的定量化描述和结构面系统的几何学研究,包括结构面的野外测量方法,资料统计,结构面系统的随机模拟,也可叫统计模拟,几何学和拓扑学研究(连通性研究和块体系统的确定)等;2)在相应的结构面几何模型基础上进行力学和渗流计算的模型的研究.笔者在基于前人研究工作上,建立了一个综合的裂隙化岩体的数值模型,包括结构面系统的统计描述,随机模拟,连通性研究,块体系统的确定与评价,裂隙网络与块体界面网络中流体流动计算,以及块体力学计算等.本文介绍该模型中有关结构面系统的统计模拟及其几何学研究部分,不涉及渗流计算和力学计算部分.

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