第七届青年地学论坛

       自然界中，岩体是由结构面(包括裂隙、层面和断层等)切割完整岩石形成的，这些结构面对岩体的力学性质、变形特性和岩体水力学性质起着主导作用。结构面发育的随机性和复杂性使得裂隙参数、岩体的力学和水力学参数表现出显著的尺寸效应。当裂隙岩体的研究尺度大于某一临界值时，岩体的等效参数趋于稳定，这一临界值被称为裂隙岩体的表征单元体(REV)。表征单元体是研究裂隙岩体的基本概念，对裂隙岩体而言，表征单元体的存在是应用连续介质方法对其进行研究的前提。
       现今，对尺寸效应与REV的确定局限在裂隙或岩体不同参数的选取上，而鲜少进行方法的创新。鉴于绝大多数岩体尺寸效应研究以三维裂隙网络为基础，而三维裂隙网络模拟方法复杂，且结果存在很大的不确定性，本研究提出了一种基于概率论与统计学的新概念来解释复杂裂隙岩体的多维尺寸效应。选取广西大藤峡水电站坝基岩体，利用此概念进行了多维尺寸效应分析和RVE确定。通过分析裂隙岩体几何参数在不同方向上的分布，得到裂隙岩体的各向异性和空间效应。在一维、二维和三维条件下，所选岩体最终RVE尺寸分别为28m、17 m×17 m和10 m×10 m×10 m。结果表明，RVE尺寸随着维度的增加而减小，表明开展多维研究的必要性。此外，上述分析还采用了传统的裂缝网络模拟方法，其结果验证了本文方法的合理性和有效性。因此，概率论与统计学的概念能够简单、快速地获得复杂裂隙岩体的多维尺寸效应及相应的RVE尺寸，可广泛应用于裂隙岩体有关的工程中。

裂隙岩体,尺寸效应,表征单元体