1、引言

庫岸邊坡常因庫水位變動而失穩，尤其是巖石里面的節理裂隙，由于水在裂隙中流動，影響巖石的各種特性，控制著巖體的變性破壞特征。本文簡單論述一下如何運用UDEC建立斜坡離散裂隙網絡數值模擬計算模型，可以更加正確的反映巖石內部的結構和構造。從而可以幫助我們揭示一些裂隙巖體邊坡在各種水的作用下的下變形機制，為一些巖質邊坡的防治提供科學的理論依據。

2、離散單元法的基本原理

離散單元法是1970年由Cundall首次提出的，于1986年由王永嘉引入我國，是專門針對不連續介質問題提出的數值模擬解決方法，它對于邊坡穩定性的研究是將所研究的邊坡巖土體劃分為一個個小塊，通過每一個小塊間的相互作用，以及力與位移的相互作用建立方程。通過一次次的迭代，配合所建立的平衡方程，使每一個小塊都達到平衡狀態。

由于離散單元法是通過計算塊體之間的作用得到的結果，所以這種方法可以分析實際巖塊間大位移的情況，而且可以詳細的解析出巖體內部應力與應變的分布情況。它還有一個重要特點，既其求解平衡方程是利用時間差分法。因此該方法在實際工程中可以彌補有限元法的缺點，進而求解非均質和不連續體的大位移和大變形的問題。

2.1離散元程序UDEC

UDEC（Universal Distinct Element Code）是一款由ITASCA公司基于離散單元法原理開發并推廣應用的二維的大型商用數值模擬軟件。UDEC對模擬節理化巖體材料介質在準靜態及準動態荷載條件下的反應過程特別合適，它不但能夠實現接觸脫離的模擬，而且可以自動偵測并識別新的接觸產生，并模擬其力學行為。UDEC數值分析程序是為一系列工程問題開發的專業求解工具，例如：它可以應用于地下結構、地震、礦山、核廢料處理、能源等問題的研究。

2.2裂隙巖體離散裂隙網絡介質模型研究

巖石中有很多斷層、節理、裂隙，統稱為結構面，在巖石水力學中都稱之為裂隙。水在裂隙巖石中的運動規律非常復雜，任何一種數學模型都很難正確的反映巖體滲流的真實規律性。巖石中有很多斷層、節理、裂隙，統稱為結構面，在巖石水力學中都稱之為裂隙。水在裂隙巖石中的運動規律非常復雜，任何一種數學模型都很難正確的反映巖體滲流的真實規律性。實際工程中的大量巖質邊坡的失穩破壞不僅僅是一個巖體對水或單純的水對巖體的作用問題，而是水-巖耦合作用的研究，所以建立合理可行的裂隙巖體水力學模型是至關重要的。

水在裂隙巖石中的運動規律非常復雜，任何一種數學模型都很難正確的反映水在裂隙巖體中運動的實際規律。

目前主要有下面三種裂隙巖體水力學模型：第一，擬連續介質模型；第二，離散介質模型；第三，雙重介質模型。這幾種模型前面第一章有介紹過。三種模型各有其特點，但均存在計算工作量巨大和難以滿足實際工程精度要求等缺陷，為避免這類缺陷，采用分形理論，并根據裂隙發育規模與工程尺度的關系，提出了基于巖體與流體相互作用的擬連續介質模型和離散介質模型耦合的計算模型。對于巖體中大的裂隙斷層之類采用離散介質模型，對于含有小的裂隙、微裂隙的巖體采用擬連續介質模型，然后根據兩類介質接觸處的水頭相等及位移連續從而建重慶大學城市科技學院土木工程學院 重慶 402167立裂隙巖體水力學模型。在該模型中首次提出了跨越尺度效應的滲透張量表達式。耦合模型使用離散介質滲透理論描述巖體主干裂隙中的水運動，使用連續介質滲流理論來描述巖體次要裂隙及孔隙的儲水性質。

離散裂隙網絡介質模型就是把巖塊本身確定為不透水，水只沿裂隙流動，地下水的運動規律是通過巖體內部的裂隙網絡反應的。對于表征單元不存在或者存在但是很大的巖體，離散裂隙網絡模型更適合分析這類巖體的滲流特征。本文就是通過離散元軟件UDEC建立離散裂隙網絡介質模型，根據邊坡典型剖面，通過提取坐標建立塊體單元，然后根據其中的層面和統計的節理，將編制的程序導入到UDEC中生成裂隙巖體離散裂隙網絡介質模型（DFN）。

3、模型建立舉例

選取一巖質邊坡剖面圖，考慮其內部的巖層層面和斷層面建立地質概化模型，具體見圖1.在對此概化模型進行網格剖分時，考慮到庫水對岸坡的影響，岸坡剖面剖分的相對較密，采用UDEC軟件自動生成的三角形網格進行剖分，這樣處理在不影響模擬效果的同時能節省大量機時。共剖分273個塊體，16663個單元，10674個結點（圖2）。然后選取一定的參數和工況，進行數值模擬，就可以得到邊坡水壓力場、變形特性、應力場特性、斜坡穩定性等。

4、結論及展望

本文簡單論述一下如何運用UDEC建立斜坡離散裂隙網絡數值模擬計算模型，離散裂隙網絡模型跟傳統的擬連續介質模型比較，可以更加正確的反映巖石內部的結構和構造，運用離散裂隙網絡介質模型可以更加準確的模擬水在裂隙巖體中的運動規律。

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