数值计算方案优化

上述用数值方法验证了本书所提出的能量公式的可靠性，本节将引用梁正召等^[173]利用三维岩石破裂过程分析系统（RFPA3D）进行数值模拟^[173]，模拟围岩在开挖卸荷后的破坏过程，并将数值试验结果与第2章中物理试验的结果进行对比，对物理试验的结果进行补充，更深入地研究洞壁出现劈裂裂缝的现象与机理。

数值模拟同样是在洞壁围岩中取出一定尺寸的分离体进行加卸载试验，观察由于开挖卸荷对该分离体造成的影响，并利用数值试验可以全面分析研究对象中的应力场的优点，对分离体的应力场进行详细分析，解释劈裂裂缝的形成机理。分离体的尺寸选择与二滩工程所监测到有劈裂裂缝出现的区域相同大小的尺寸，即主厂房下游边墙进深30m厚的岩柱，垂直方向取35m，厂房轴线方向选取一个机组的长度，即20m。(www.xing528.com)

加载方式采取类似于实际洞室开挖的应力变化路径进行。第一步，水平和垂直方向均施加荷载作用，轴向保持平面应变，即模拟岩石未发生扰动的初始平衡状态。由于所选取的岩柱相对地下洞室埋深400m来说尺寸较小，因此暂不考虑自重在高度上引起的应力变化，取应力是均匀分布的。第二步，用对岩柱一侧进行逐步卸载，且轴向逐级施加荷载的方式模拟洞室开挖过程。所选岩柱的左侧边界面为主厂房下游边墙，边墙卸载后，造成水平应力释放，而纵向应力引起较大的增长。计算图解如图6-25所示，计算参数选取见表6-1。