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国重室自主研发的《工程岩体破裂过程分析软件CASRock》取得系列进展

发布时间:2021-04-15 09:18:00
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  随着我国“十四五”国家战略的制订,一系列关乎国计民生的国家重大基础设施建设如川藏铁路、雅下水电站、滇中引水等工程的陆续开展,工程岩体破裂问题越来越成为制约工程建设安全与长期稳定的重大难题与挑战。由于地质条件和工程结构的复杂性,工程岩体的破裂过程和灾害孕育一直缺乏有效的评价分析方法。

  岩土力学与工程国家重点实验室一直注重岩土数值分析方法的创新与相关软件的自主研发,该所科研人员根据工程岩体的特征及其破坏局部化的特点,提出了工程岩体破裂过程细胞自动机分析方法,自主研发了工程岩体破裂过程分析软件CASRock,近期主要进展:

  1)嵌入了数字岩样(岩体)重构方法,实现了工程岩体天然非均质性、内部赋存的缺陷和节理、以及不连续面等结构信息的精确表征;

  2)嵌入了基于大量岩石真三轴加卸载实验建立起来的三维力学模型及多种本构,实现了复杂应力条件下岩石细观破裂机理和工程岩体宏观等效力学响应的模拟;

  3)提出了工程岩体破裂程度指标RFD,实现了工程岩体破裂位置、程度和范围的定量评价;

  4)优化了工程活动模拟模块,实现了钻爆法开挖、TBM开挖和衬砌支护等工程活动的表征;

  CASRock已应用于水利水电工程、高放废物地质处置、二氧化碳地质封存和煤矿开采等领域,并将为“十四五”规划的国家重大基础设施建设过程中的工程岩体破裂机制研究和工程灾害的评估、预测和防治提供技术支撑。

  近期发表的相关论文链接:

  https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2019.05.014

  https://doi.org/10.1093/gji/ggaa615

  https://doi.org/10.1007/s11440-020-01110-8

  https://doi.org/10.1007/978-3-030-64514-4_4

  https://doi.org/10.1016/j.tust.2019.103183

  https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2020.107390

  CASRock官方网站:http://www.casrock.cn/

 

CASRock 软件界面

   

双裂纹扩展过程实验结果与CASRock 模拟结果对比验证

 

CASRock 钻爆法开挖动力扰动模拟理论验证

 

CASRock锚杆和衬砌支护功能

 

CASRock模拟锦屏地下实验室竖井开挖过程破坏区演化


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