【正文】 地質(zhì)背景結構面特征結構體特征整體塊狀結構整體結構巖性單一、構造變形輕微的巨厚層沉積巖、變質(zhì)巖和火山溶巖、火成侵入巖結構面少，一般不超過三組，延續(xù)性極差，多呈閉合狀態(tài)，無填充或含少量碎屑巨型塊狀塊狀結構巖性較單一，受輕微構造作用的厚層沉積巖和變質(zhì)巖、火成巖侵入體結構面一般23組，裂隙延續(xù)性極差，多呈閉合狀態(tài)。（2）針對裂隙對圍巖穩(wěn)定性的影響程度問題，建立在直墻拱形巷道周邊有單一裂隙圍巖的平面應變數(shù)值模型，分析不同位置、不同方位的裂隙對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律，對裂隙的危害程度作出評價。為工程設計和制定相應工程措施提供重要依據(jù)Error! Reference source not found.。其缺點是計算邊界、單元網(wǎng)格的劃分帶有很大的隨意性。DDA方法是基于巖體介質(zhì)非連續(xù)性發(fā)展起來的一種新的數(shù)值分析方法。(1)解析法在進行圍巖穩(wěn)定性分析時,解析法是采用復變函數(shù)法進行圍巖應力場與變形場計算,并能得出彈性解析解。圍巖穩(wěn)定性分析中存在基礎理論不成熟、失穩(wěn)判據(jù)難以確定、思維方式禁錮等問題。更重要的是，裂隙網(wǎng)絡模擬技術的發(fā)展給人們開拓了新的研究思路，近年來,Kulatilake和潘別桐等在巖體裂隙網(wǎng)絡生成方面做了許多研究；陳劍平、周維恒等(1995)發(fā)展了結構面三位網(wǎng)絡計算機模擬技術，并將模擬技術與節(jié)理巖體力學參數(shù)取值研究相結合[3]；陳征宇等(1998)應用非平穩(wěn)態(tài)隨機過程模擬裂隙間距,并通過MonteCarlo方法生成方針裂隙網(wǎng)絡[3]；SenZ,進而進行巖體質(zhì)量評價[3]；陳乃明等通過接力網(wǎng)絡的計算機模擬研究探討了節(jié)理網(wǎng)絡的分形維數(shù)與結理參數(shù)的關系，實踐中，裂隙網(wǎng)絡技術的工程應用尚需發(fā)展，尤其是在根據(jù)網(wǎng)絡模擬結果評價巖體力學特性，計算巖體損傷張量、滲透張量及巖體質(zhì)量評價等方面[3]。智能分類階段：隨著對巖體不確定性加深了認識，發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)認識巖體性質(zhì)的基礎上，對巖體的認識難以加深，而在20世紀的80年代末，人工智能技術的迅速發(fā)展，同時現(xiàn)代的控制理論、信息學、系統(tǒng)工程等學科的發(fā)展對巖體力學的發(fā)展帶來了新的認知方法，運用專輯系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡等現(xiàn)代智能技術手段在圍巖穩(wěn)定性分類上，對巖體的不確定性進行運算分析[3]。為了開采煤炭，挖掘巷道是所有采礦工程的第一步。目 錄1 緒論 1 1 1 3 42 巷道圍巖穩(wěn)定性分析的理論基礎 6 6 9 12 16 16 16 18 18 21 24 24 26 28 28 30 32 32 34 36 36 38 41 41 41 44 44176。從地表向地下開掘的各類通道和硐室都稱為巷道。(2)地下工程圍巖穩(wěn)定性研究的現(xiàn)狀巖體結構面被定義為不連續(xù)面，主要分為以下幾種情況：非連續(xù)結構面、軟弱層面、節(jié)理、軟弱片理和軟弱帶等各種力學成因的破裂面和破裂帶等[3]。(3)圍巖穩(wěn)定性分析存在問題隨著計算機與巖土研究中的緊密結合，圍巖穩(wěn)定性數(shù)值計算法有了新的發(fā)展?，F(xiàn)分析如下：（1）數(shù)值分析模型缺少理論基礎；（2）位移反分析力學模型的假設缺少理論支持；（3）模型試驗尚難以實現(xiàn)時空模擬；（4）圍巖失穩(wěn)的判斷難以確定；（5）圍巖承載特征曲線的測量難以實現(xiàn)。但是此方法有局限性，只多用于圓形隧道的求解。DDA模型建立了一套完整的塊體系統(tǒng)運動學理論，較好地模擬具有非連續(xù)面的巖體的運動與變形特性。邊界元法。(4)其它方法除了上述常用的方法外,其它一些理論與方法也在圍巖穩(wěn)定分析中得到應用。2 巷道圍巖穩(wěn)定性分析的理論基礎巖石是自然歷史的產(chǎn)物，由于它們的生成條件及在生成以后的漫長地質(zhì)歷史時期中，形成了許多各式各樣的結構面，例如巖漿侵入巖與圍巖接觸面，不同侵入巖體彼此的接觸面、冷凝裂隙，噴出巖和沉積巖的層理、不整合面，變質(zhì)巖的片理、片麻理，組成各種巖石的礦物晶體的各種優(yōu)勢定向排列面以及由于地質(zhì)構造運動、風化、重力和卸荷等各種不同動力的作用而產(chǎn)生的斷層、節(jié)理、裂隙等。層面有一定的結合力塊狀、菱形塊狀層狀結構層狀結構受構造破壞或較輕的中厚層(大于30cm)巖體結構面23組，以層面為主，有時也有軟弱夾層或?qū)娱g錯動面，其延續(xù)性較好，層間結合力較差塊狀、柱狀、厚板狀薄層狀結構厚度小于30cm，在構造作用下發(fā)生強烈褶曲和層間錯動層理、片理發(fā)達，原生軟弱夾層、層間錯動和小斷層不時出現(xiàn)。在巖石力學的一般概念中，巖石的成分是巖塊和巖體。其中斷裂破壞發(fā)生于應力達到強度極限，流動破壞發(fā)生于應力達到屈服極限。計算模型如圖23所示： m 圖 23含圓孔薄板雙側(cè)受壓的力學模型 ()可以將模型分解為兩種模型的疊加，如圖24所示： MMM (a) (b) (c) 圖24含圓孔薄板雙側(cè)受壓的疊加計算模型圖24中（b）圖中M點的各應力分量,根據(jù)彈性理論為： () 邊界條件： () 設應力函數(shù)： () 根據(jù)邊界條件解得應力函數(shù)為： () 根據(jù)疊加原理得到和同時作用時圓形巷道圍巖重分布應力為： ()根據(jù)應力和應變的關系即物理方程（）和應變和位移的關系即幾何方程（），解得位移的彈性解（）： () () () 圖25 含有空洞圍巖應力分布圖 當=時，%。損傷的成因和方式是多方面的，有初始損傷、彈塑性損傷、疲勞損傷、蠕變損傷，損傷作為一種“劣化因素”結合到彈、塑粘性介質(zhì)中，作為宏觀力學來考慮。
裂紋的基本形式：伊爾文的線彈性斷裂力學的基本觀點，是位移的變形裂縫的概念來描述。(1)ANSYS簡介隨著計算力學、計算數(shù)學、工程管理學，特別是信息技術飛速發(fā)展，數(shù)值模擬可以廣泛的土木，機械，電子，能源，冶金，國防，航空航天等領域。以本課題為例：首先，對隧道圍巖，在圍巖分類方法包含多個參數(shù)，以及一些參數(shù)是不知道的。各巖層力學參數(shù)如表31所示。可以利用建立裂隙的方法建立局部非連續(xù)結構面具體參數(shù)如表32和表33所示：表32非連續(xù)結構面設置參數(shù)長度/m圓心/mR1/mR2/m表33非連續(xù)結構面間的接觸參數(shù)切向剛度/Mpa法向剛度/Mpa粘聚力/Mpa（2）數(shù)值模擬的計算方案主要研究非連續(xù)結構面尺寸、傾角、距離巷道的高度、摩擦系數(shù)及巖性等因素對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律。60176。（1）巷道圍巖的水平位移非連續(xù)結構面處于不同高度時圍巖水平位移云圖如圖33所示。 (a)無非連續(xù)結構面 (b)h=25 (c)h=20 (d)h=15 (e)h=10 (f)h=0(g)h=10 (h)h=15 (i)h=20(k)h=25 圖37高度非連續(xù)結構面的水平應力 圖38隨非連續(xù)結構面高度變化巷道附近最大水平應力由圖37看出：巷道水平應力分布關于y軸是對稱的，并且在巷道的兩側(cè)以及底部出現(xiàn)了拉應力，但是隨著與巷道的距離增大，拉應力慢慢減小，從拉變?yōu)閴?，并且達到壓應力的最大值，然后又慢慢減小。處。由圖314可以看出：隨著非連續(xù)結構面尺寸的增加，巷道上的最大水平拉應力反而有所減小，同時壓應力增加。時，非連續(xù)結構面以上部分的水平位移分布發(fā)生明顯的變化，位移分布由對稱到不對稱再到對稱。當非連續(xù)結構面角度發(fā)生變化，對于非連續(xù)結構面附近的區(qū)域有非常微弱的影響，但是距離非連續(xù)結構面較遠區(qū)域的豎向位移，分布并沒有發(fā)生改變。隨著角度的改變，除了在非連續(xù)結構面的附近，水平應力分布有些許變化，巷道水平應力的分布總體是關于y軸對稱的。 (a)θ=0 (b)θ=30 (c)θ=60(d)θ=90 (e)θ=120 (f)θ=150圖323不同角度非連續(xù)結構面豎直應力圖324隨非連續(xù)結構面角度變化巷道附近最大豎向應力由圖323可以看出：巷道的兩側(cè)存在最大壓應力；隨著角度的改變巷道的頂部和底部存在最大拉應力。強風化碳質(zhì)巖的水平位移最大，即強風化碳質(zhì)巖穩(wěn)定性最差。白云巖則穩(wěn)定性最差。隨著摩擦系數(shù)的增加，巷道上的最大豎向位移也隨之增加。位移邊界條件為：模型兩側(cè)兩邊施加水平鏈桿，底部固支。15176。取裂隙與水平方向x軸的夾角分別為0176。③裂隙長度為20cm，裂隙位于徑向45176。90176。、90176。裂隙尖端的水平應力又逐漸減少。的豎向應力云圖如圖45所示。增加到90176。、15176。巷道一直處于受壓狀態(tài)，巷道的底部和頂部存在巷道的最大水平應力。、60176。時，裂紋尖端的豎向應力也隨之減小，當角度繼續(xù)增加到90176。且隨著夾角變化0176。(a)θ=0 (b)θ=15 (c)θ=30(e)θ=60 (d)θ=45 (f)θ=75(g)θ=90圖411裂隙處于45176。裂紋尖端的水平應力又隨之增加。、75176。最大應力出現(xiàn)在兩側(cè)，隨著尺寸的增加，兩側(cè)由拉應力變?yōu)閴簯?。灰?guī)r處于四者之間。時的情況。Zhen Lia,Large deformation。al., 2006) and mudstone (Yoshinaka etandStability1. IntroductionThe West ends of diversion (high pressure) tunnels 1 and 2 of Jinping II hydropower station were located in the chlorite schist stratum with the length of about 400Jing HoubAbstractDue to the weakness in mechanical properties of chlorite schist and the high in situ stress in Jinping II hydropower station, the rock mass surrounding the diversion tunnels located in chlorite schist was observed with extremely large deformations. This may significantly increase the risk of tunnel instability during excavation. In order to assess the stability of the diversion tunnels laboratory tests were carried out in association with the petrophysical properties, mechanical behaviors and waterweakening properties of chlorite schist. The continuous deformation of surrounding rock mass, the destruction of the support structure and a largescale collapse induced by the weak chlorite schist and high in situ stress were analyzed. The distributions of pressive deformation in the excavation zone with large deformations were also studied. In this regard, two reinforcement schemes for the excavation of diversion tunn