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连续非连续性岩体的数值方法
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主要内容
概述（岩体数值方法）
非连续岩体数值方法
模拟裂缝扩展
算例和应用
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一、岩体的数值方法
适用于连续介质
有限差分法（FDM ）
有限单元法（FEM ）
边界单元法（BEM ）
半解析元法
无限元法（IFEM ）
数值流形方法（NMM）
无单元法（EFM）
适用于非连续介质
刚体极限平衡法（LEM）
刚体界面元法（RBSM）
关键块理论（KBT）
离散元法（DEM）
离散有限单元法（DFEM）
非连续变形分析（DDA）
数值流形方法（NMM）
无单元法（EFM）
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Discretization concepts --1
Faults
Joints
Fig. 1-1 The fractured rock mass
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Discretization concepts --2
Fig. 1-2 The continuum-based approach——FDM or FEM
Joint element
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Discretization concepts --3
Fig. 1-3 The continuum-based approach——BEM
Region1
Region3
Region4
Region2
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Discretization concepts --4
Fig. 1-4 The discontinuum-based approach——DEM
Blocks
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Table 1-1 Numerical methods in modeling jointed rock mass
Investigator
Year
Dimensions
Type of constraints
Cundall
1971
2
DEM (explicit)
Burman
1971
2
explicit
Chappel
1972
2
explicit
Cundall
1976
2
explicit
Hocking, Kawai et al.
1977
2
explicit
Lotstedt
1979
2
implicit
Cundall
1980
2
explicit
Dowding et al.
1983
2
explicit
Belytschko
1984
2
explicit
Hocking et al.
1985
3
explicit
Shi and Goodman
1988
2
DDA (implicit)
Cundall
1988
2
explicit
Ghaboussi et al.
1990
2
explicit
Lin
1990
3
explicit
Shi
1992
2
NMM (implicit)
Wang & Garga
1993
2
explicit
Shi
2001
3
DDA (implicit)
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图1-5 分析方法与Q值的关系（Barton，1995）
Q为岩体分类的一个指标：
当Q< or Q>100，基于连续介质的计算方法（如：FEM）
当Q=～100，基于连非续介质的计算方法（如：DEM）
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樱井建议：
岩体工程数值分析方法的选用，不仅要根据岩体内部的非连续性特点，还要根据结构的尺寸效应。
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