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岩体中的裂隙数量庞大,形态各异,有的只有几厘米长,有的却贯穿整个岩体;纵横交错的裂隙与巷道开挖面相互切割,在开挖面上形成可移动块体,若块体失稳,将产生新的临空面,可能形成新的可移动块体,进而影响整个岩体的安全。同时纵横交错的裂隙为地下水良好的流动通道,巷道开挖后,开挖面会成为新的排水面,地下水的流动状态会发生显著变化,地下水的存在会减小块体面上有效应力,水对结构面的浸润作用会降低块体面的摩擦系数,进而影响块体的稳定性。因此,水压力对于块体稳定性的影响应着重考虑。本文基于块体理论,搜索了研究区域巷道开挖面上可移动块体,并计算得到开挖后块体面上的水压力,通过有限元软件模拟,得出了水压力对于块体稳定性的影响,具体研究内容和结论如下:(1)开挖边界可移动块体搜索。基于核废料处置实验室场址条件,建立随机离散裂隙网络,求解了裂隙圆盘平面方程,建立双巷道模型,求解空间圆盘与开挖面交线,搜索开挖面上闭合回路,然后求解空间圆盘的交线,从封闭回路出发搜索体封闭线,从而得到开挖面上的可移动块体。模拟结果显示,块体主要集中于双巷道的两个主巷道面上,块体的体积和质量的离散性较大,位置分布具有随机性。(2)边界块体面与计算边界几何连通路径搜索。基于广度优先搜索算法,从块体对应裂隙面出发,遍历得到所有与块体面和计算边界相连通的裂隙,然后删除死水末端,得到包含块体面的三维渗流网络。搜索结果显示,与块体裂隙面相连通的裂隙数量占区域内裂隙总数的70%以上,区域内裂隙连通性较好。(3)块体面水压力计算。依据图论管网法,对研究区域建立等效管网模型,计算了研究区域内节点水头值,提出一种块体面上水压力分布形式,计算得到了块体面上水压力大小。计算结果显示,巷道顶部的块体面上水压力较小,靠近巷道底部的块体面上水压力较大。水压力最大可达10~6Pa。(4)水压力对于块体稳定性影响分析。通过有限元软件分别对考虑水压力和不考虑水压力的情况进行模拟。模拟结果显示,水压力可对于稳定块体的影响不大,对于不稳定块体,水压力可使块体由沿结构面的有限滑动变为脱离岩体掉落,可加快块体失稳速度,改变块体失稳方式,可改变块体位移随时间的变化趋势。模拟结果表明,水压力对块体稳定性有显著影响。