基于PFC3D和Rockfall的中武山危岩体数值模拟研究
2020-05-07戎泽鹏范宣梅董远峰戴岚欣冯泽涛
戎泽鹏, 范宣梅, 董远峰, 杨 帆, 戴岚欣, 冯泽涛
(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室, 成都 610059)
中国西南地区地质条件复杂,高陡岸坡和深切峡谷随处可见,崩塌、滑坡、泥石流等典型地质灾害特别发育,不仅严重影响这一地区的重大工程建设,同时给当地群众生命财产带来严重威胁[1]。中武山位于乌东德水电站上游地区,在乌东德水电站蓄水后,库水位变动将引起两岸地质灾害易发[2]。
利用数值模拟方法对危岩体失稳运动过程及运动路径的研究及预测相比普通经验方法有更大的优势,目前已被广泛应用于地质灾害及水利水电工程建设的相关研究中[3-8]。
1971年Cundall[3]提出适用于岩石力学的离散元法。常规的数值模拟方法可分为连续介质方法和非连续介质方法两大类。连续介质方法包括有限元(FEM)、有限差分法(FDM)、边界元(BEM)、无单元(EFM)等;非连续介质方法包括离散元(DEM)、颗粒元、流形元(MM)、非连续变形分析(DDA)等。PFC3D程序是美国ITASCA咨询集团开发的颗粒流分析程序(particle flow code,PFC),属于离散元范畴,许多学者利用此方法对相关灾害问题展开了研究[4-8]。Heim[4]通过模型试验和典型滑坡分析,提出了颗粒流模型。施凤根[5]采用颗粒流离散单元法对文家沟滑坡的运动堆积特征进行了PFC模拟分析;Scaringi等[6]采用PFC等4种软件模型将新磨村滑坡事件进行了数值模拟再现还原;Robert等[7]对节理裂隙在岩体破坏中的控制作用进行了块体单元法分析;Wang等[8]对边坡稳定性问题进行了数值模拟。
Rockfall软件是中仿科技公司开发的一款专门针对危岩体崩塌数值模拟的软件[9]。……
