Nghiên cứu sự ổn định khoang hầm trong môi trường đá nứt nẻ bằng phương pháp phân tích biến dạng không liên tục

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - Nguyễn Thanh Quang NGHIÊN CỨU SỰ ỔN ĐỊNH KHOANG HẦM TRONG MÔI TRƢỜNG ĐÁ NỨT NẺ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG KHƠNG LIÊN TỤC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - Nguyễn Thanh Quang NGHIÊN CỨU SỰ ỔN ĐỊNHKHOANG HẦM TRONGMƠI TRƢỜNG ĐÁ NỨT NẺ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG KHÔNG LIÊN TỤC Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình đặc biệt Mã số : 62.58.02.06 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1- GS TS Đỗ Nhƣ Tráng 2- PGS TS Nguyễn Quốc Bảo Hà Nội - 2013 iii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận án trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Thanh Quang iv LỜI CẢM ƠN Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành thầy giáo hƣớng dẫn GS.TS Đỗ Nhƣ Tráng PGS.TS Nguyễn Quốc Bảo tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ đề xuất nhiều ý tƣởng khoa học có giá trị giúp cho tác giả hồn thành luận án Tác giả xin trân trọng động viên, khuyến khích kiến thức khoa học mà thầy giáo chia sẻ cho tác giả nhiều năm qua, giúp cho tác giả nâng cao lực khoa học củng cố lòng yêu nghề Tác giả xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp, nhận xét quý báu chân tình thầy giáo, nhà khoa học giúp tác giả hoàn thành đƣợc luận án Tác giả trân trọng cảm ơn Trung tâm Tƣ vấn Khảo sát thiết kế cơng trình Quốc phịng-BTL Cơng binh, Viện Kỹ thuật Cơng trình đặc biệt, Phịng Sau đại học - Học viện Kỹ thuật Quân tạo điều kiện tốt giúp đỡ tác giả q trình nghiên cứu hồn thành luận án Cuối tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn ngƣời thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp thông cảm, động viên chia sẻ khó khăn với tác giả suốt thời gian làm luận án Tác giả Nguyễn Thanh Quang v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Ổn định khối đá xung quanh khoang hầm môi trƣờng đá nứt nẻ 1.2 Phƣơng pháp số việc nghiên cứu khoang hầm môi trƣờng đá nứt nẻ 19 1.3 Kết luận .21 CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG KHƠNG LIÊN TỤC DDA 22 2.1 Phƣơng pháp DDA trình phát triển 22 2.2 Nội dung phƣơng pháp DDA 23 2.3 Tiếp xúc tƣơng tác khối 42 2.4 Những ứng dụng DDA 56 2.5 Những hạn chế DDA 60 2.6 Kết luận chƣơng .61 CHƢƠNG III : XÂY DỰNG THUẬT TỐN VÀ CHƢƠNG TRÌNH TÍNH 62 3.1 Đặt toán 62 3.2 Xây dựng thuật toán sơ đồ khối .64 3.3 Các thông số đầu vào phân tích DDA 69 3.4 Giới thiệu chƣơng trình tính DDA.m 72 vi 3.5 Một số thử nghiệm số 72 3.6 Kết luận chƣơng .87 CHƢƠNG IV: ỔN ĐỊNH KHOANG HẦMTRONG MÔI TRƢỜNG ĐÁ NỨT NẺ 89 4.1 Đặt toán 89 4.2 Mơ hình nghiên cứu 90 4.3 Giới hạn miền khảo sát 91 4.4 Bài toán khoang hầm môi trƣờng đá phân lớp 92 4.5 Khoang hầm hình vịm tƣờng thẳng mơi trƣờng đá nứt nẻ .106 4.6 Tƣơng tác khối đá với cơng trình ngầm mơi trƣờng đá nứt nẻ 108 4.7 Kết luận chƣơng .118 KẾT LUẬN CHUNG 119 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 PHỤ LỤC 124 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT [] Kí hiệu ma trận  Kí hiệu véc tơ a,b,c Hệ số đa thức bậc B Khâu độ cơng trình BTG Bƣớc thời gian c Lực dính kết bề mặt tiếp xúc [C] Ma trận cản nhớt D Véc tơ thành phần biến dạng Dij Véc tơ biến dạng khối thứ i d Khoảng cách xuyên d1i,…d6i Các thành phần véc tơ biến dạng d khối thứ i det( [A] ) Định thức ma trận A §HTT Đàn hồi tuyến tính E Mơ đun đàn hồi F Véc tơ tải trọng Fi Véc tơ tải trọng khối thứ i Fx , Fy Tải trọng tập trung tác dụng theo phƣơng x,y Fx (t), Fy (t) Tải trọng phân bố tác dụng theo phƣơng x,y f Hệ số Protod’jakonov fx , fy Lực quán tính tác dụng theo phƣơng x,y G Mô đun trƣợt vật liệu g Gia tốc trọng trƣờng H Chiều sâu đặt cơng trình J Định thức Jacobi viii [K] Ma trận độ cứng tổng thể K ij Ma trận thành phần ma trận độ cứng tổng thể l Chiều dài cạnh tham chiếu M Khối lƣợng đơn vị diện tích Pi Đỉnh khối (đa giác) thứ i p,kn Độ cứng lò xo pháp tuyến penalty ks Độ cứng lò xo tiếp tuyến penalty [Ti ] Ma trận chuyển hệ tọa độ u, v Chuyển vị thẳng tƣơng ứng theo phƣơng x, y u o, v o v1,vo Chuyển vị thẳng tƣơng ứng theo phƣơng x, y trọng tâm khối Vận tốc khối thời điểm trƣớc sau khối ro Góc xoay khối trọng tâm (xo,yo) x,y Tọa độ điểm xét xo,yo S Tọa độ điểm cố định khối thƣờng lấy điểm trọng tâm Diện tích khối  Thế toàn phần khối e Năng lƣợng biến dạng khối  Thế ứng suất ban đầu p Thế tải trọng tập trung l Thế tải trọng phân bố w Thế lực khối v Thế lực cản nhớt i Thế lực quán tính c Thế lò xo liên kết  Độ mở rộng khe nứt (phân lớp) ix x ,  y Biến dạng thẳng khối theo phƣơng x, y  Góc ma sát bề mặt tiếp xúc  Trọng lƣợng thể tích  xy  Biến dạng góc khối  ij Khoảng cách hai khối i j  Hệ số Poisson  Góc mặt phân lớp với mặt phẳng ngang  Chuyển dịch lớn bƣớc thời gian tính tốn x, y Ứng suất khối theo phƣơng x, y  xy Ứng suất khối  Định thức tt Bƣớc thời gian tính tốn, tham số phƣơng trình đƣờng thẳng x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại ổn định theo Druzhko-Zaxlavxki-Chernjak Bảng 1.2 Phân loại ổn định theo XNiP-II-94-80, VNIMI 11 Bảng 1.3 Phân loại ổn định theo Bulƣchev 12 Bảng 1.4 Bảng phân loại khối đá theo tiêu RQD 13 Bảng 1.5 Bảng phân loại khối đá theo tiêu RMR 15 Bảng 1.6 Bảng phân loại khối đá theo tiêu Q 16 Bảng 3.1 Tính chất vật liệu giá trị thông số điều khiển 73 Bảng 3.2 Kết tính tốn đặc trƣng hình học khối 74 Bảng 3.3So sánh kết theo giải tích (CHLT) chƣơng trình DDA.m 76 Bảng 3.4 Tính chất vật liệu giá trị thông số điều khiển 83 Bảng 4.1 Tính chất vật liệu giá trị thông số điều khiển 90 Bảng 4.2 Tọa độ điểm đo đạc 92 Bảng 4.3 Chuyển dịch biên khoang hầm 95 Bảng 4.4 Chuyển dịch biên khoang hầm 99 Bảng 4.5 Chuyển dịch biên khoang hầm 102 Bảng 4.6 So sánh chuyển dịch góc nghiêng phân lớp thay đổi 104 Bảng 4.7 So sánh chuyển dịch chiều dày phân lớp thay đổi 104 Bảng 4.8 So sánh chuyển dịch độ mở rộng khe nứt thay đổi 105 Bảng 4.9Tính chất vật liệu cơng trình ngầm giá trị thông số điều khiển 109 115 Hình 4.47Hình ảnh khối thời điểm t =0,144 s Hình 4.48Hình ảnh khối thời điểm t =0,240 s Phân tích chuyển động khối hệ xét, dƣới tác dụng trọng lực khối có xu hƣớng chuyển động xuống phía dƣới Trong trình chuyển động này, khối tƣơng tác với tƣơng tác với cơng trình Do khối bên trái có hình dạng bất kỳ, phân bố khơng có quy luật nên q trình chuyển động khối tiếp xúc trƣợt lên nhau; đồng thời với phân bố nhƣ có xu hƣớng đẩy cơng trình chuyển dịch phía bên trái Nếu xét tƣơng tác hệ kết cấu mơi trƣờng theo thời gian lần lƣợt khối số 23,19,20, va chạm với cơng trình Tuy nhiên, không giống nhƣ trƣờng hợp đối xứng, tác động khối 23,19,20, với cơng trình bên cạnh chuyển dịch thẳng đứng, khối 116 có chuyển dịch ngang tác động khối bên trái ảnh hƣởng khác Cũng giống nhƣ mục 4.5.1 bên cạnh việc xác định dịch chuyển khối theo thời gian, kết chƣơng trình cho ta biết xác thời điểm mà khối tƣơng tác với nhau, nhƣ tƣơng tác khối đá với cơng trình  Chuyển dịch cơng trình: Để xét chuyển dịch cơng trình xét chuyển dịch theo thời gian điểm A tƣờng bên trái Kết đƣợc thể bảng 4.10 Bảng 4.10 Kết chuyển dịch điểm A cơng trình Bƣớc TG Tọa độ X Tọa độ Y Bƣớc TG Tọa độ X Tọa độ Y 5,6000 2,7899 270 5,5386 2,7788 10 5,5999 2,7899 290 5,5294 2,7770 30 5,5997 2,7896 310 5,5209 2,7744 50 5,5995 2,7892 330 5,5219 2,7736 70 5,5993 2,7889 350 5,5214 2,7700 90 5,5990 2,7884 370 5,5229 2,7677 110 5,5889 2,7883 390 5,5255 2,7662 130 5,5987 2,7879 410 5,5287 2,7647 150 5,6016 2,7884 430 5,5324 2,7634 170 5,5915 2,7843 450 5,5364 2,7621 190 5,5837 2,7836 470 5,5406 2,7609 210 5,5739 2,7817 490 5,5509 2,7770 230 5,5637 2,7806 500 5,5548 2,7756 250 5,5518 2,7796 Quan sát chuyển dịch điểm A ta thấy thời điểm BTG từ 1-110 chuyển dịch khối 23 xô từ phải sang trái nên cơng trình có xu hƣớng 117 chuyển dịch sang trái, sau tƣơng tác với khối bên trái, lực tƣơng tác có tác dụng đẩy ngƣợc lại vào cơng trình nên cơng trình có xu hƣớng chuyển dịch sang phải Tuy nhiên, dƣới tác dụng va chạm khối 23, 19 20 BTG=150 nên cơng trình lại có xu hƣớng dịch sang trái; sau tƣơng tự nhƣ tƣơng tác với khối làm cơng trình có xu hƣớng dịch sang phải Nhƣ vậy, qua quan sát chuyển dịch cơng trình thấy cơng trình có xu hƣớng dịch chuyển bên phải nhiều đồng thời tác động khối đá đến chuyển dịch công trình phức tạp (với ý chƣa xét đến tác dụng ma sát lực dính) Để so sánh chuyển dịch điểm A hai trƣờng hợp :phân bố địa tầng phía đối xứng không đối xứng chung ta biểu thị tọa độ theo phƣơng ngang điểm A theo thời gian biểu đồ hình 4.49 XA, m 5,62 Khong doi xung Doi xung 5,6 5,58 5,56 5,54 5,52 5,5 5,48 Buoc TG Hình 4.49 Tọa độ X điểm A theo bƣớc thời gian tính tốn Chúng ta dễ dàng nhận thấy trƣờng hợp địa tầng phân bố đối xứng chuyển dịch điểm A ít; trƣờng hợp địa tầng phân bố khơng đối xứng chuyển dịch điểm A nhƣ phân tích thể rõ rệt 118 Thông qua thử nghiệm số này, thấy chƣơng trình có khả phân tích đƣợc toán thực tế nhƣ sau: Cho phép mơ tả khối đá, cơng trình có hình dáng khác nhau, khe nứt hình dạng phân bố Cho phép xác định thời gian dịch chuyển khối đá, vị trí lựa chọn kết cấu chống đỡ cho phù hợp với điều kiện địa chất cụ thể để đảm bảo an toàn q trình thi cơng cơng trình 4.7Kết luận chƣơng  Sử dụng chƣơng trình DDA.m lập, tác giả khảo sát kết chuyển dịch điểm khoang hầm môi trƣờng đá phân lớp Từ kết nhận đƣợc thấy rằng, chuyển dịch biên khoang hầm hàm yếu tố: 1) chiều dày phân lớp; 2) độ mở rộng phân lớp; 3) góc nghiêng phân lớp so với mặt phẳng ngang Trong yếu tố độ mở rộng phân lớp yếu tố ảnh hƣởng lớn đến chuyển dịch điểm biên khoang hầm  Đã mơ q trình chuyển dịch khối đá theo thời gian định lƣợng chuyển dịch điểm biên khoang hầm  Trong đa số trƣờng hợp môi trƣờng đá phân lớp, điểm khoang hầm bị dịch chuyển lớn so với điểm bên hơng (trừ trƣờng hợp góc nghiêng phân lớp lớn 45o), thi công cần ý lựa chọn kết cấu chống đỡ cho phù hợp  Đã xác định tác động lên cơng trình có kể đến ảnh hƣởng đặc trƣng khác hệ thống khe nứt nẻ khối đá Đây sở để có thiết kế phù hợp ứng với điều kiện phân lớp, nứt nẻ khác môi trƣờng thực tế 119 KẾT LUẬN CHUNG I Các kết luận án Đã nghiên cứu, tiếp thu có hệ thống lý thuyết phân tích biến dạng không liên tục DDA để áp dụng vào toán ổn định mái dốc khoang hầm nằm ngang môi trƣờng đá nứt nẻ Đã xây dựng mơ hình tính tốn tổng qt lập thuật toán để giải toán theo DDA Trên sở đó, xây dựng chƣơng trình DDA.m mơi trƣờng Matlab với khả năng: 2.1-Tính tốn trƣờng chuyển vị, biến dạng, ứng suất môi trƣờng biến dạng không liên tục xét đến hầu hết lực: trọng lƣợng thân, ngoại lực tác dụng dƣới dạng lực tập trung, lực phân bố, lực quán tính, lực cản, lực ma sát, lực dính; kết thể báo [2] 2.2- Mơ hình hóa dạng tiếp xúc đỉnh-đỉnh, đỉnh-cạnh, cạnh-cạnh; tƣơng tác khối tiếp xúc Từ mơ q trình chuyển dịch, tiếp xúc, tƣơng tác khối hệ Kết thể báo [3], [4],[5] Độ xác chƣơng trình đƣợc kiểm tra qua số thử nghiệm số để so sánh với lời giải giải tích cho thấy kết có sở tin cậy 3.Dùng chƣơng trình DDA.m đƣợc thiết lập, bƣớc đầu thử nghiệm nghiên cứu ổn định khoang hầm môi trƣờngđánứt nẻ với kết nhƣ sau: 3.1- Đãtiến hành nghiên cứu chuyển dịch biên khoang hầm trịn mơi trƣờng đá phân lớp, nứt nẻ trƣờng hợp thay đổi góc nghiêng, độ dày, độ mở rộng phân lớp; 3.2- Nghiên cứu tƣơng tác khối đá nứt nẻ với kết cấu cơng trình 120 II Hƣớng phát triển luận án Với mục tiêu nghiên cứu ổn định khoang hầm khối đá nứt nẻ phƣơng pháp Phân tích biến dạng khơng liên tục, hƣớng nghiên cứu cần tập trung vào nội dung sau: + Các tính chất lý khác đá + Ảnh hƣởng góc ma sát, cƣờng độ lực dính theo phân lớp khe nứt + Biện pháp gia cố để giảm chuyển dịch biên khoang hầm phun vữa xi măng hệ thống neo 121 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Thanh Quang, Nguyễn Tiến Tĩnh (2010), “Nghiên cứu trạng thái ứng suất chuyển vị biên đường tròn nằm ngang điều kiện đất đá phân lớp” / Tạp chí Khoa học Kỹ thuật số 135(7-2010), Học viện KTQS, trang 201 – 212 Nguyễn Quốc Bảo, Nguyễn Thanh Quang (2012), “Tự động tính đặc trưng hình học đa giác nhiều đỉnh học biến dạng rời rạc”/ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật số 146(2-2012), Học viện KTQS, trang 105 – 113 Nguyễn Quốc Bảo, Nguyễn Thanh Quang (2012), “Tính tốn chuyển vị biến dạng khối môi trường biến dạng rời rạc” / Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây Dựng, (5–2012), trang 69 – 71 Nguyễn Quốc Bảo, Nguyễn Thanh Quang, Nguyễn Văn Tuấn (2012), “Xử lý điều kiện biên tốn phân tích biến dạng rời rạc” / Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây Dựng, (8–2012), trang 65 – 67 Nguyễn Quốc Bảo, Nguyễn Thanh Quang (2012), “Tiếp xúc khối tốn phân tích biến dạng rời rạc” / Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây Dựng, (12–2012), trang 65-68 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quốc Bảo, Trần Nhất Dũng (2012), Phương pháp phần tử hữu hạn – Lý thuyết lập trình,Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [2] Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Khắc Điểm, Nguyễn Trung Dũng, Hà Trần Đức (2003), Lập trình Matlab,Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [3] Nghiêm Hữu Hạnh (2001), Cơ học đá, Nhà xuất Giáo dục [4] Võ Trọng Hùng, Phùng Mạnh Đắc (2005), Cơ học đá-Ứng dụng xây dựng cơng trình ngầm khai thác mỏ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Nguyễn Sỹ Ngọc (2005), Cơ học đá, Nhà xuất Giao thông vận tải [6] Nguyễn Quang Phích (2005), Cơ học đá, Đại học Kiến trúc [7] Nguyễn Quang Phích, Nguyễn Văn Mạnh, Đỗ Ngọc Anh (2007),Phương pháp số chương trình Plaxis 3D &UDEC, Nhà xuất Xây dựng [8] Đỗ Nhƣ Tráng (2002), Cơ học đá tương tác hệ kết cấu cơng trình ngầmmơi trường đất đá, Nhà xuất Quân đội nhân dân [9] Đỗ Nhƣ Tráng (1998), Phương pháp phân tử hữu hạn toán học đá, Học viện Kỹ thuật Quân [10] Nguyễn Mạnh Yên (2000), Phương pháp số học kết cấu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [1] Tiếng Anh [11] Barton,N.,Lien,R.,Lunde,J (1974).Engineeringclassificationofrockmassesforthe design of tunnel support.Rock Mech Rock Eng 6: 189-236 [12] Bieniawski,Z.T.(1973).Engineeringclassificationofjointedrockmasses.Trans.S Afr.Inst Civ Eng 15: 335-344 [13] Bhawani Singh, R.K Goel (2011).Engineering Rock Mass Classification.Butterworth–Heinemann, London, UK 357 pp [14] Cheng Y.M., Zhang Y.H., Wang K.J (2000) Couling of FEM and DDA method Chinese J Geotech Eng., 22(6):727-730 [15] Cundall P A (1971) A Computer Model for Simulating Progressive Large Scale Movements in Blocky Rock Systems In Proceeding of the Symposium of the International Society of Rock , Nancy, France, paper No.II-8 [16] Deere,D.U.,Hendron,A.J.,Patton,F.D.,andCording,E.J (1967).Designofsurface and nearsurfaceconstruction.In:C.Fairhurst(ed.)FailureandBreakageof Rock Society of Mining Engineers ofAIME, New York [17] Hoek E.andBrown E.T ( 1980).Underground excavations in rocks Institutions of Mining and Metallurgy London, Maney Publishing 527 p 123 [18] Liu, J., Kong, X and Lin, G (2004) Formulation of the three-dimensional discontinuous deformation analysis method Acta Mech Sin, pp 270-282 [19] Liu, X.X (2009) Design and Construction of Dam Filling of High CFRD Water Power, pp 44-46 [20] Man-chu Ronald Yeung (1991).Application of Shi’s DiscontinuousDeformationAnalysisto the study of rock behavior.Ph.D.Thesis,Universityof California, Berkley 341p [21] Ohnishi Y., Nishiyama S et al (2005) The application of DDA to practical rock engineering problems: Issue and Recent insight ICADD-7 Hawaii [22] Shi,G-H and Goodman, R E (1984) Discontinuous Deformation Analysis.Proc 25th U.S Symposium on Rock Mechanics, pp 269-277 [23] Shi,G-H and Goodman, R E (1985) Two Dimensional Discontinuous Deformation Analysis.Int.J.Numer.Ana.MethodsGeomech,v 9,pp 541-556 [24] Shi,G-H ( 1988).DiscontinuousDeformationAnalysis– anewnumericalmethodfor thestaticsand dynamicsofblocksystem.Ph.D.Thesis,DepartmentofCivil Engineering,Universityof California, Berkley 378p [25] Shi,G-H (1993) Block System Modeling by Discontinuous Deformation Analysis Topicsin Engineering Vol 11, ComputationalMechanicsPublications.209p [26] Shi,G-H (2001) Three dimensionalDiscontinuous Deformation Analysis Proceedings of the fourth international conference on analysis of discontinuos deformation (ICADD-4) University of Glasgow Scotland, UK,pp1-21 [27] Wu, J.H., Ohnishi, Y., Shi G-H and Nishiyama, S.(2005) Theory of three dimensional discontinuous deformation analysis and its application to a slope toppling at Amatoribashi, Japan International Journal of Geomechanics, pp 179-195 [28] Zhao,Z.Y and Gu J (2006) Rock Response Under Blast Load by Discontinuous Deformation Analysis 4thRock Mech Rock Singapore Tiếng Nga [29] Баклашов И В., Картозия Б А (1986), Механические процессы в породных массивах М Недра 124 PHỤ LỤC function DDA clc; E = 100000; nu = 0.49; rho = 0.03; mu = 0.01; dayh=1; p1 = 1000000; p2 = 50000000; pe = 1000; s = 500000; deltaT = 0.008; TsBuocTG = 50; CVmax = 0.07; f0=0.0000001; nutKhoiX = [1 7 0; 6 4]; nutKhoiY = [0 0; 5 6]; mDinh = [3 ]; TsDinh = sum(mDinh); GhiKhoiXY = zeros(TsDinh,2*TsBuocTG); maxmDinh = max(mDinh); TsKhoi = length(mDinh); Fix = [1 2.5 6.5 6.5; 0.5 0.5 2.0]; TsFix= length(Fix(1,:))-1; LucTT = [ 0 ]; LucPB = [ -1 ]; D = zeros(6*TsKhoi,1);Dcuoi=D; V = zeros(1,6*TsKhoi); KTQ = zeros(6*TsKhoi,6*TsKhoi); FTQ = zeros(6*TsKhoi,1); tXD = nutKhoiX; tYD = nutKhoiY; tX0 = zeros(1,TsKhoi); tY0 = zeros(1,TsKhoi); for BuocTG = 1:TsBuocTG for Khoi=1:TsKhoi m = mDinh(Khoi); hs1=6*Khoi; hs2=hs1-5; [S,Sx,Sy,Sxx,Syy,Sxy,X0,Y0] = tinhDTHH(m,XD,YD); TT = tinhTT(S,Sx,Sy,Sxx,Syy,Sxy,X0,Y0); Kii = zeros(6,6); Fi = zeros(6,1); Kiiqt=tinhKiiqt(rho,deltaT,TT); Kii = Kii+Kiiqt; Vdau =V(1,hs2:hs1); Fiqt=tinhFiqt(rho,deltaT,TT,Vdau); Fi = Fi+Fiqt; Kiidh=tinhKiidh(E,nu,S); Kii = Kii+Kiidh; Kiicn=tinhKiicn(mu,deltaT,TT); Kii = Kii+Kiicn; Fik = tinhFik(rho,S); Fi = Fi+Fik; if Khoi == Fix(1,1) for i =1:TsFix x = Fix(1,i+1); y = Fix(2,i+1); Kiid=tinhKiid(x,y,p1,X0,Y0); Kii = Kii+Kiid; end end 125 if Khoi == LucTT(1) XF = tXD(Khoi,LucTT(2)); FX = LucTT(3); YF = tYD(Khoi,LucTT(2)); FY = LucTT(4); Fitt=tinhFitt(X0,Y0,XF,FX,YF,FY); Fi = Fi+Fitt; end if Khoi == LucPB(1) X1 = tXD(Khoi,LucPB(2)); Y1 = tYD(Khoi,LucPB(2)); X2 = tXD(Khoi,LucPB(3)); Fx = LucPB(4); Y2 = tYD(Khoi,LucPB(3)); Fy = LucPB(5); Fipb=tinhFipb(X0,Y0,X1,Y1,X2,Y2,Fx,Fy); Fi = Fi+Fipb; end KTQ(hs2:hs1,hs2:hs1)=Kii; FTQ(hs2:hs1,1)= Fi; end KhoangCach=[]; XY=[]; for iKhoi=1:TsKhoi for jKhoi=(iKhoi+1):TsKhoi if minKC0 KTQ(hs1:hs2,hs1:hs2)=KTQ(hs1:hs2,hs1:hs2)-Kiitx(1:6,3:8); KTQ(hs3:hs4,hs3:hs4)=KTQ(hs3:hs4,hs3:hs4)-Kiitx(1:6,9:14); FTQ(hs1:hs2,1)=FTQ(hs1:hs2,1)-Fitx(1:6,3); FTQ(hs3:hs4,1)=FTQ(hs3:hs4,1)-Fitx(1:6,4); else KTQ(hs1:hs2,hs1:hs2)=KTQ(hs1:hs2,hs1:hs2)+Kiitx(1:6,3:8); KTQ(hs3:hs4,hs3:hs4)=KTQ(hs3:hs4,hs3:hs4)+Kiitx(1:6,9:14); FTQ(hs1:hs2,1)=FTQ(hs1:hs2,1)+Fitx(1:6,3); FTQ(hs3:hs4,1)=FTQ(hs3:hs4,1)+Fitx(1:6,4); end end end Dcuoi=KTQ\FTQ; for Khoi=1:TsKhoi m = mDinh(Khoi); Vcuoi=(2*D/deltaT)- V(1,hs2:hs1)'; u=zeros(1,m);v=zeros(1,m); for i=1:m T=[1 -(YD(i)-Y0) (XD(i)-X0) 0.5*(YD(i)-Y0); (XD(i)-X0) (YD(i)-Y0) 0.5*(XD(i)-X0)]; end end k = 0; for Khoi=1:TsKhoi for iDinh = 1:mDinh(Khoi) k = k+1; GhiKhoiXY(k,2*BuocTG-1)= tXD(Khoi,iDinh); GhiKhoiXY(k,2*BuocTG) = tYD(Khoi,iDinh); end end end GhifileFcn(TsBuocTG,TsDinh,GhiKhoiXY); %======================================================================== function [mini,minj,minKC,KCij]=tinKCij(iKhoi,jKhoi,mDinh,tXD,tYD) KCij=zeros(mDinh(iKhoi),mDinh(jKhoi)); for iDinh=1:mDinh(iKhoi) for jDinh=1:mDinh(jKhoi)-1 x1=tXD(iKhoi,iDinh); y1=tYD(iKhoi,iDinh); x2=tXD(jKhoi,jDinh); y2=tYD(jKhoi,jDinh); KC = tinhKC(x1,y1,x2,y2,x3,y3); KCij(iDinh,jDinh)=KC; end x2=tXD(jKhoi,mDinh(jKhoi));y2=tYD(jKhoi,mDinh(jKhoi)); KC = tinhKC(x1,y1,x2,y2,x3,y3); KCij(iDinh,mDinh(jKhoi))=KC; end for i=1:length(KCij(:,1)) for j=1:length(KCij(1,:)) if KCij(i,j)