基于有限元方法的三维等效离散裂缝网络模型的开发与验证

离散裂隙网络（DFN）方法对于估计天然裂隙岩体的力学财产至关重要。提出了一个三维（3D）等效DFN模型，并对断裂岩体进行了彻底验证。在等效DFN建模中，使用了蒙特卡洛方法和三维岩石破坏过程分析（RFPA3D）软件。此外，明确描述了断裂及其空间分布，并研究了复杂断裂岩体的强度和变形能力。在两河口水电站左岸边坡坝址区进行了实例研究。ShapeMetriX3D系统用于通过数字摄影测量获取裂缝的几何参数和概率分布。此外，通过将提出的等效DFN方法与案例研究中的断裂几何信息相结合，建立了一系列数值模型。基于尺度效应和各向异性的概念，确定了裂隙岩体的代表性单元体积（REV）和力学参数。比较了通过所提出的DFN模型和广义Hoek-Brown强度准则获得的边坡岩体力学参数。此外，利用现场数据和数值验证验证了所提出模型的适用性和可靠性。提出的三维等效DFN模型可以有效地分析裂隙岩体力学财产的尺度效应和各向异性。最后，基于所提出的模型分析了水头对裂隙岩体水力特性的影响。结果表明，裂缝是水的主要通道。