脉状岩体的数值模型(model for veined rock mass)
1 引言
脉状岩体(veined rock mass)是非均质的各向异性材料，因而使用各向同性的强度模型，例如使用H-B准则不能真实表示出脉状岩体的强度，即使使用各向异性模型也很难表示出材料的非均质性。本文简要讨论了模拟脉状岩体的不同途径。
2 Abaqus
一种模拟脉状岩体的方法是使用Abaqus[(2020) Numerical investigation into strength and deformability of veined rock mass]。在这种模拟途径中，原岩使用固体单元(solid elements)表示，岩脉使用粘结元(cohesive elements)表示，粘结元作为固体单元之间的界面。
3 3DEC
尽管以PFC为代表的粘结块体模型BPM(Bonded Particle Model)【生成复杂颗粒形状的三种方法】可以模拟脉状岩体，但3DEC的BBM[(2014) A 3DEC model for heavily veined massive rock masses]能够模拟零初始孔隙率条件以及高度互锁的不规则块状，更适合于脉状岩体的特性。在【隧道开挖BBM模拟几何模型建立的回顾】建立模型的基础之上，使用下述步骤为脉状岩体设置属性：
(1) 使用block zone cmodel assign elastic和block zone prop命令设置岩石材料属性，包括弹性模量、泊松比和单位重量；
(2) 使用block contact jmodel assign mohr和block contact property命令设置接触属性，包括法向刚度、剪切刚度、内摩擦角和膨胀角；
(3) 使用block contact property-distribution命令设置抗拉强度的空间变异性【隧道开挖的BBM模拟---材料属性(空间变异性)】，通过在块体接触引入抗拉强度，模拟脉状矿体的强度和变形特性;
(4) 使用fish operator set_cohesion【Itasca软件的多线程处理(multi-thread processing)】设置粘结力与抗拉强度成正比;
4 结束语
通过在3DEC中考虑脉状岩体(泥化节理)抗拉强度的空间变异性，间接地考虑了其粘结力[ _coh_ten_ratio = 2.5 ]，从而可以建立更真实的脉状岩体数值模型，模拟脉状岩体的强度和变形特性。
[1] (2016) Application of Synthetic Rock Mass modeling to veined core-size samples
[2] (2016) Development of Synthetic Rock Mass Bonded Block Models to Simulate the Behaviour of Intact Veined Rock
[3] (2020) Numerical investigation into strength and deformability of veined rock mass
