[发明专利]一种分析洞穴围岩局部稳定性的方法

权利要求书

1.一种分析洞穴围岩局部稳定性的方法，包括如下步骤：利用有限元模拟软件建立岩体三维数值模型，对建立完成的岩体三维数值模型进行网格划分；对三维数值模型赋予岩体本构模型，用以模拟岩体内的应力应变情况；对赋予岩体本构模型的岩体三维数值模型进行洞穴模拟开挖，其特征在于，利用有限元模拟软件建立岩体三维数值模型时，在岩体三维数值模型中设置节理面(3)；对岩体三维数值模型进行洞穴模拟开挖后，计算洞穴围岩处各个节理面(3)的抗剪安全系数，将各个节理面(3)抗剪安全系数与预设值进行比较，若某一节理面(3)的抗剪安全系数大于或等于预设值，则该节理面(3)处的洞穴围岩不发生局部失稳；若某一节理面(3)的抗剪安全系数小于预设值，则该节理面(3)的洞穴围岩发生局部失稳；

对赋予了岩体本构模型的三维数值模型进行洞穴模拟开挖包括步骤：M1、对岩体三维数值模型设置边界条件，用以模拟岩体周围边界的限制情况；M2、对岩体三维数值模型设置重力加速度，用以模拟岩体在重力作用下的自然沉降，以得到岩体三维数值模型的待开挖状态；M3、在岩体三维数值模型的待开挖状态下进行洞穴模拟开挖；

在步骤M3后清除岩体三维数值模型所产生的位移和时间，以得到岩体三维数值模型的初始计算状态，在该初始计算状态下计算洞穴围岩处各个节理面(3)的抗剪安全系数；计算洞穴围岩处各个节理面(3)的抗剪安全系数的步骤如下：利用软件遍历洞穴围岩处各个节理面(3)的面积和对应的切向力，将切向力除以对应的节理面(3)面积得到剪应力，提取各个节理面(3)相应的粘聚力和内摩擦角，并根据摩尔库伦本构模型计算出节理面(3)各个部分的抗剪强度，将抗剪强度除以对应节理面(3)所承受的剪应力，便得到各个节理面(3)相对应的抗剪安全系数。

2.根据权利要求1所述的一种分析洞穴围岩局部稳定性的方法，其特征在于，对岩体三维数值模型赋予的岩体本构模型为摩尔库伦本构模型。

3.根据权利要求1所述的一种分析洞穴围岩局部稳定性的方法，其特征在于，划分岩体三维数值模型的网格长度为2-4m。

4.根据权利要求1所述的一种分析洞穴围岩局部稳定性的方法，其特征在于，预设值为1.30。