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裂隙岩体工程行为的力学计算历来是岩体力学研究和岩体工程分析的难点问题,随机结构岩体在复杂应力场中的力学参数与岩体质量的空间变化、各向异性力学行为计算是传统岩土力学分析面临的基本困难,也是现有力学工具分析偏差的主要来源。本文主要基于统计岩体力学(SMRM,Statistical Mechanics of Rock Masses),通过C++编程开发拓展了各向异性裂隙岩体本构模型(Joint Model.dll),拓展模块可实现岩体变形模量、SMRM质量分级、稳定性系数、破坏概率、破坏应力余量(岩爆指标)、加固需求度等多项指标的空间点云分布计算。另外岩体表面高精度建模同样是数值模拟技术的误差来源之一,本文结合三维空间点云建模方法,实现快速、准确描述地质体。将点云建模模型结合岩石、结构面的几何与力学参数,应用到浙江某矿山边坡的稳定性评价及工程参数计算。将裂隙岩体本构(Joint Model)和拓展计算模块应用到西北某隧道试验段,计算结果与监测结果相吻合。主要研究内容和结论如下:首先基于无人机摄影技术,总结了无人机现场拍摄工作步骤,并对浙江省某公路岩质边坡危岩体地表信息获取,采用SFM-MVS算法重建三维地质表面模型,对表面模型进行下采样、去噪滤波、精简平滑等处理,然后将数据文件导入Rhinoceros软件使用Rhino Resurf命令将网格生成曲面后构造实体模型及网格划分,最后利用Griddle插件对模型三角网格剖分,以FLAC3D可识别的*.f3grid格式保存,并将该方法应用到浙江省某边坡孤立岩体稳定性分析中,结果表明,应力和位移分别随着地层深度的增加而增加和逐渐趋于稳定,这与实际的地层分布规律一致,证明了该方法的可靠性。其次以数值模拟软件FLAC3D为平台,将统计岩体力学本构模型及工程参数拓展模块写入C++头文件和源文件,编译成FLAC3D可自动调用的动态链接库文件(Joint Model.dll),并介绍了FLAC3D二次开发环境及开发步骤。采用孙旭曙等室内实验研究数据和汪杰等考虑倾角的岩体损伤本构模型计算结果为例对比裂隙岩体强度在不同围压条件下的变化趋势。采用中国矿业大学刘哲物理模型实验验证了Joint Model本构模型在弹性条件下的应力应变关系。最后将三维地质建模方法和Joint Model本构模型及拓展计算模块应用到绍兴越城某矿山。现场利用Phantom 4 RTK无人机获取点云数据进行三维地质建模,结合地质条件并赋予Joint Model本构模型,经计算该矿山在结构面影响下边坡最大位移3.15cm和最大破坏概率43%均出现在两矿连接处“鱼鳍”形状附近,该区域变形模量为1GPa,岩体质量分数RMR(SMRMz)为15~30,BQ为172.2~263.6,约Ⅴ~Ⅳ级的岩体质量,计算结果与现场勘察结论相吻合;通过持平投影图分析该区域岩体稳定性,结果表明南门新兴矿岩体裂隙相互切割下,易顺层破坏;马园矿裂隙相互切割下易楔形体破坏。另外将自定义本构模型Joint Model和拓展计算模块应用到兰渝铁路某试验段,计算表明试验段隧道断面左侧拱肩和右侧拱底处围岩整体稳定性较差,整个断面岩体各向异性显著且在断面左侧拱肩和右侧拱底处破坏概率达到了100%,稳定性系数低于1.0,围岩RMR(SMRMz)质量分数为15,BQ为172.2,约Ⅴ级围岩质量。