数值流形方法中的锚固支护模拟及初步应用

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1、第24卷第20期岩石力学与工程学报Vol.24No.202005年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2005数值流形方法中的锚固支护模拟及初步应用董志宏，邬爱清，丁秀丽(长江科学院岩基研究所，湖北武汉430010)摘要：针对岩土工程中的锚固支护，研究了数值流形方法中锚固支护模拟问题。在原数值流形方法源程序基础上开发了锚固支护模块，并用算例验证了其合理性。运用该方法对某层状结构岩体中的地下洞室围岩开挖变形问题进行了研究。结果表明，数值流形法在层状结构岩体地下洞室开挖时，能反映围岩中

2、软弱层面两侧岩体的不连续错动特征；锚固支护后，围岩位移分布趋向均匀，位移量有所减少，软弱层面两侧岩体的非连续错动变形量减小效果显著。关键词：岩土力学；数值流形法；锚固支护；程序开发；地下洞室；围岩错动变形中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)20–3754–07ROCKBOLTSSIMULATIONBYNUMERICALMANIFOLDMETHODANDITSPRELIMINARYAPPLICATIONDONGZhi-hong，WUAi-qing，DINGXiu-li(YangtzeRiverScientifi

3、cResearchInstitute，Wuhan430010，China)Abstract：Accordingtotherockreinforcementingeotechnicalengineering，thestudyonrockanchoragesimulationbynumericalmanifoldmethod(NMM)hasbeenconducted；andthecorrespondingnumericalsimulationblockshavebeencompiledonthebasisoftheoriginalcode.Twoex

4、amplesareusedtovalidatethecorrectnessofthenewlydevelopedmodel.Basedontheworksaccomplishedabove，theexcavationofanundergroundopeningwithlaminatedsurroundingrockmassissimulatedbyNMM；andthedeformationcharacteristicsareanalyzed.Theresultsshowthatthedisplacementsonthetwosidesofthew

5、eakplanesintheupperpartofthesurroundingwallsbehavediscontinuously，whicharereasonablecomparedtotheactualsituation.Whenthesurroundingrockisreinforced，itsdisplacementtendstobemoreuniform，anddecreasestosomeextend.Onthetwosidesoftheweakplanethediscontinuousdeformationofthesurround

6、ingrockdecreasesmoredistinctly.Keywords：rockandsoilmechanics；numericalmanifoldmethod；anchoragesupport；programdevelopment；undergroundopenings；discontinuousdeformationofthesurroundingrocks数值分析方法，其特点是利用有限覆盖的思想，采1引言用连续和不连续的覆盖函数，对连续问题和不连续问题建立一种统一的求解格式，是一种相当有发展[1]数值流形方法是近年来岩土工程中提出的

7、新的潜力的数值分析方法。国内外许多学者对该方法收稿日期：2005–06–14；修回日期：2005–08–28基金项目：水利部科技创新项目(SCX2003-21)；水利部“948”技术创新与转化项目(CT200334)作者简介：董志宏(1978–)，男，硕士，2004年于长江科学院岩土工程专业获硕士学位，主要从事岩石工程稳定性研究与数值分析方面的研究工作。E-mail：ckyyjs2004@163.com。第24卷第20期董志宏等.数值流形方法中的锚固支护模拟及初步应用•3755•进行了研究，取得了大量的成果，推动了数值流形如图1所示，设锚杆两端点

8、分别连接流形单元[2～11]方法的发展。但是该方法的流形覆盖和运动接i中的点(x1，y1)和单元j中的点(x2，y2)，2个端点的触部分