基于UDEC节理岩体抗压强度的数值研究

摘要
摘要
岩体在自然界长期存在过程中，经历地质与风化作用形成了各种类型的不规则结构面。

随机分布的结构面相互交割，使岩体形成复杂的割裂结构。

节理面的存在使岩体强度呈现复杂的各向异性。

本文通过对江西某矿区岩样进行岩石力学试验，得到岩石试件的力学参数，利用Hoek-Brown法估算岩体力学参数，建立二维离散元UDEC数值模型，较为系统地研究了三类节理岩体的各向异性，主要研究成果如下：
(1)采用控制变量法研究了节理产状对单一节理岩体抗压强度的影响，结果表明：节理位置（节理尖端到受压面的距离）、倾角相同时，随着节理迹长比的增大，抗压强度呈非线性减小趋势，可拟合为二次函数关系；节理位置、迹长比相同时，随着节理倾角的增大，抗压强度呈先减小后增大的“U”形变化趋势；节理倾角、迹长比相同时，随着裂纹尖端到受压面距离的增大，岩石试件的抗压强度呈线性增大趋势。

(2)为研究只含一组优势节理岩体的力学特性，在围压作用下，改变节理倾角与间距，进行抗压强度实验。

结果表明：不同于单一节理岩体，随着节理倾角由15°向90°递增，σ1－β曲线呈现非对称的“勺”形，岩体破坏模式依次为压碎破坏、剪切滑移破坏、劈裂破坏；当节理面倾角接近φj（节理面内摩擦角）或者90°时，即使改变节理间距，抗压强度也不会发生明显变化；当节理面倾角介于φj～90°之间时，岩体沿节理面发生破坏，抗压强度随节理间距的减小而减小，并逐渐趋于一个定值，近似于负指数变化关系；随着围压的增大，岩体抗压强度呈线性增大趋势，各向异性随之减弱。

(3)基于分形理论，结合Monte Carlo方法生成节理岩体平面网络图，以网络图中心为基点，选取节理岩体模拟试件，以探究复杂节理岩体的各向异性，结果表明:选取角度、围压相同时，随着岩体尺寸的增大，节理岩体各向异性减弱，抗压强度呈非线性减小趋势，并趋向于某一定值，可拟合为负指数变化关系；围压、尺寸相同时，随着取样角度（所截取岩体试件与水平方向的夹角）的增大，节理岩体抗压强度呈微幅波动趋势，这应与节理分布的分形特性有关，取样角度为60°时，岩体试件的抗压强度值略高，尺寸效应与围压效应也较为明显。

关键词：UDEC；节理产状；围压；抗压强度；取样角度；尺寸效应
Abstract
Abstract
During the long-term existence of the rock mass in nature, various types of irregular structural surfaces have been formed by geological and weathering processes. These structural planes are randomly distributed and cross each other, making the rock mass form an intricate fractured structure. The existence of joint surfaces makes the strength of rock mass present complex anisotropy.
This thesis obtains the mechanical parameters of rock specimens through rock mechanics tests on a rock sample in a mining area in Jiangxi and applies the Hoek-Brown Criterion to estimate the rock mass mechanical parameters. A two-dimensional discrete element UDEC numerical model is established to systematically study the anisotropy of three types of jointed rock masses. The main research results are as follows:
(1) The effect of joint occurrence on the compressive strength of a single jointed rock mass is studied through the controlled variable method. The results show that when the joint position (distance from the joint tip to the compression surface) and the dip angle are the same, the compressive strength presents a nonlinear decreasing trend as the ratio of the joint trace length increases, which can be fitted as a quadratic function relation; when the joint position and the ratio of the joint trace length are the same, the compressive strength first decreases and then increases when the dip angle increases, which fits a "U" shape change trend; when the joint dip angle and the ratio of joint trace length are the same, the compressive strength increases linearly as the distance between crack tip and compression surface increases.
(2) To study the mechanical characteristics of only one set of superior jointed rock masses, the compressive strength experiment was carried out by changing the joint dip angle and joint spacing under the action of confining pressures. The results show that unlike single-joint rock masses, as the joint dip angle of the joint surface increases from 15° to 90°, the σ1-β curve presents an asymmetrical "spoon" shape. The failure modes of the rock mass are crushing failure, shear slip failure, and split failure; when the dip angle of the joint surface is close to φj (angle of internal friction of the joint surface) or at 90°, even if the joint spacing is changed, its compressive strength will not change significantly; when the dip angle of the joint surface is between φj and 90°, the rock mass will fail along the joint surface, compressive strength decreases with the decrease of joint spacing, and gradually tends to a constant value, which approximates to a negative exponential change
Abstract
relationship; As the confining pressure increases, the compressive strength of the rock mass increases linearly, and the anisotropy decreases accordingly.
(3) Combining the fractal theory and the Monte Carlo method, a jointed rock mass network is generated, and jointed rock mass simulation specimens are taken using the center of the jointed rock mass network as the base point. This step is used to explore the anisotropy of the complex jointed rock mass. The results show that controlling for the sampling angle and confining pressure, the increase in rock mass size correlates with the weakening of the anisotropy of the jointed rock mass. The compressive strength of the jointed rock mass shows a non-linear decrease trend and tends to a certain value, which can be fitted into a negative exponential change relationship; controlling for the confining pressure and size, the increase in the sampling angle (the angle between the intercepted rock mass specimen and the horizontal direction) will result in a slight fluctuation of the compressive strength of the jointed rock mass, which can be explained by the fractal characteristics of the joint distribution. The size effect and confining pressure effect of the jointed rock mass are more obvious when the sampling angle is at 60°, where the compressive strength value is slightly higher.
Keywords:UDEC; joints occurrence; confining pressure; compressive strength;
sampling point; size effect
目录
摘要 (I)
Abstract ........................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)
1.1 研究背景与意义 (1)
1.1.1 研究背景 (1)
1.1.2 研究意义 (1)
1.2 研究现状 (2)
1.2.1 理论研究 (2)
1.2.2 试验研究 (4)
1.2.3 数值模拟 (5)
1.3 主要研究内容 (7)
第2章节理岩体各向异性及强度分析 (9)
2.1 概述 (9)
2.2 岩体各向异性特征 (9)
2.3 强度特征 (9)
2.3.1 节理面强度特性 (10)
2.3.2 岩石强度特性 (10)
2.3.3 节理岩体强度特性 (11)
2.4 节理岩体的强度理论 (15)
2.5 本章小结 (18)
第3章岩石室内试验及岩体力学参数估算 (19)
3.1 概述 (19)
3.2 试件制备 (19)
3.3 试验过程 (20)
3.4 试验结果 (21)
3.4.1 密度试验结果 (21)
3.4.2 岩石单轴压缩变形试验结果 (21)
3.4.3 岩石三轴压缩变形试验结果 (22)
3.5 Hoek-Brown法确定岩体力学参数 (22)
3.6 节理面力学参数选取 (24)
3.6.1 单一节理岩体节理面力学参数选取 (24)
3.6.2 单组节理岩体及复杂节理岩体节理面力学参数选取 (24)
3.7 本章小结 (24)
第4章单一节理岩体抗压强度的数值模拟 (27)
4.1 概述 (27)
4.2 UDEC软件简介 (27)
4.3 单一节理岩体数值模型的建立 (30)
4.4 数值试验结果分析 (30)
4.4.1 节理面迹长对抗压强度的影响 (30)
4.4.2 节理面倾角对抗压强度的影响 (34)
4.4.3 节理面位置对抗压强度的影响 (37)
4.5 本章小结 (41)
第5章单组节理岩体抗压强度的数值模拟 (43)
5.1 概述 (43)
5.2 数值模型的建立 (43)
5.3 单组节理岩体数值实验结果分析 (44)
5.3.1 节理倾角对抗压强度的影响 (44)
5.3.2 围压对抗压强度的影响 (52)
5.3.3 节理间距对抗压强度的影响 (54)
5.4 本章小结 (59)
第6章复杂节理岩体抗压强度的数值模拟 (61)
6.1 概述 (61)
6.2 数值模型的建立 (61)
6.3 数值试验 (62)
6.4 数值试验结果分析 (67)
6.4.1 岩体抗压强度随取样角度的变化规律 (68)
6.4.2 节理岩体抗压强度随围压的变化规律 (71)
6.4.3 节理岩体抗压强度随尺寸的变化规律 (74)
6.5 本章小结 (76)
结论与展望 (77)
参考文献 (79)
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 (85)
致谢 (87)
作者简介 (89)
第1章绪论
第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.1.1研究背景
岩体是在自然状态下经历地质作用而形成的综合体，工程中将含有大量节理、层理、断层等不连续结构面的岩体称为节理岩体[1]。

近几十年来随着西部大开发、三峡大坝、西成高铁等一系列大规模工程的实施，岩土工程技术得到了越来越广泛的应用。

人们对研究岩石力学特性重要性的认识也越来越深刻。

岩体失稳、煤矿塌方、瓦斯突出等事故均受岩体节理面特征的影响，然而迄今为止，国内外的学者对不同类别，不同地区的岩体力学性质仍然不能进行准确的预测与把握。

尺寸效应是指材料力学参数随试件尺寸变化而变化的现象，一般情况下随着尺寸的增大材料力学参数会逐渐减小并趋于某个定值，与此定值所对应的材料体积称为表征单元体(REV)[2]，确定节理岩体的表征单元体是岩土工程稳定性计算的关键。

由于室内试验的限制条件，很难借助力学试验来获得大体积岩体的力学参数。

国内外学者尝试利用小尺寸岩石试件的室内力学试验去推求节理岩体的力学参数[3,4]。

因此对岩体参数尺寸效应进行深入地研究，为预估岩体强度提供了可能。

鉴于节理岩体种类的多样性，只研究单独一类岩体的力学性质显然不足，因此本文拟建立三类节理岩体数值模型，分别是：单一节理岩体、单组节理岩体、复杂节理岩体。

其中针对单一节理岩体和单组节理岩体，模拟过程中采用控制变量法分别将节理面迹长、倾角、位置、间距等物理参数作为自变量，主要是研究抗压强度随节理产状的变化规律。

而对于节理数目较多且分布复杂的岩体，尽可能准确地反映节理的分布规律是保证其抗压强度各向异性研究准确性的关键。

研究表明，岩体的几何参数具有分形性，利用小范围的节理网络统计可以推求大范围的节理网络发育特征[5]。

建立复杂节理岩体数值模型的方法就是基于分形理论，采用C++Builder语言编写岩体节理网络程序，并输入节理相关参数，生成复杂节理岩体网络图，选取不同取样角度、不同尺寸的岩体试件并获取与之对应的抗压强度值，之后对比数据，得出复杂节理岩体各向异性规律。

1.1.2研究意义
河北工程大学硕士学位论文
岩土工程的各类事故不是由完整岩石的强度决定，岩体内节理裂隙发育是控制岩体强度及稳定性的主要因素。

由于结构面裂隙的存在，使得节理岩体的力学性质与岩块具有较大的差别，这里的岩块是指不含任何结构面的完整岩石。

大多数情况下，节理岩体要比完整岩石的强度要低并且易于发生变形破坏。

不仅如此，节理面的力学参数、空间分布、几何产状等因素都会使岩体的力学性质呈现复杂的各向异性。

而在实际工程中人们很少遇到不含裂隙或节理的完整岩石，因此探究节理岩体损伤破坏机制以及节理对岩体强度的影响一方面使岩体力学理论得到了进一步完善，另一方面有助于岩土工程施工稳定性的提升，降低因工程事故而引发的财产损失与人员伤亡。

由于节理岩体自身的复杂性与特殊性，国内外学者对其力学性质的研究过程漫长且曲折。

不仅做过大量的室内试验和原位试验，也将岩土工程中不连续面、煤矿塌方、边坡失稳等问题引入到FLAC3D、UDEC、PFC等数值模拟软件中。

因此，对节理岩体各向异性和强度特性进行深入研究既符合时代发展需要，同时可以为岩土工程的建设积累参考数据与指导经验。

尺寸效应作为岩体各向异性的重要组成部分，精确得出岩体表征单元体尺寸（REV），找出岩体抗压强度随尺寸变化的拟合公式是确定岩体真实力学参数的关键，同时有助于进一步提高对岩体力学特性的认知。

对围压效应的探究可以为岩体工程加固与岩体稳定性的提升提供方法措施和理论依据。

总而言之，本次课题的研究初衷是希望针对节理岩体抗压强度各向异性的研究有一个较为系统的总结，为得出岩土工程施工方案最优解提供一定的参考，有利于岩土工程的安全实施与优化设计。

1.2研究现状
1.2.1理论研究
自上世纪七十年代至今，国外诸多学者从实验研究、数值模拟等方面对节理角度与岩体抗压强度的关系进行了研究，并取得了一定的成果[6-11]。

之后综合考虑了岩石和节理面不同类型的变形以及宏观节理与微观缺陷等因素分别建立了贯通节理损伤本构模型和非贯通节理损伤本构模型，并确立了成熟的节理强度理论，即Jennings准则和Lajtai岩桥破坏理论[12-16]。

郭朋瑜等[17]通过对不同节理位置岩体的剪切强度和岩体破裂面形态进行对比分析，研究了岩体抗剪强度特性，结果表明岩体裂隙可以分为三种类型的受力区，且每种区域的面积比受节理位置所控制。

汪杰等[18]基于损伤力学理论，借助全微分方法，建立了以节理倾角为变量的
第1章绪论
岩体损伤演化模型，得出了一种的求解岩体内部应力的经验公式，此公式综合考虑了节理倾角和围压的影响，并且与实测数据和其余两种强度准则相对比，其可靠性得到了证实。

杨强等[19]为了使节理岩体几何特征与本构模型相结合，基于二阶损伤变量，建立了可以准确反映节理岩体各向异性规律的岩体屈服准则。

上世纪末，国内外专家分别基于能量理论和统计理论提出了岩体强度随尺寸的变化关系，并对尺寸效应的产生机理进行了深入的研究[20-24]。

刘宝琛等[25]综合分析了不同种类岩体抗压强度随岩体尺寸的变化规律，提出了一种拟合程度较好的经验公式。

王谦源等[26]通过置备相似材料，对节理岩体抗压强度随节理分形维数变化规律进行研究，试图寻找一种二维空间下的经验公式，结果表明岩体抗压强度随岩体尺寸的增大以负指数形式衰减，随分形维数的升高以线性形式衰减。

陈庆发等[27]利用General Block建立了岩体裂隙网络，并与3DEC软件相结合，论述了几何REV和力学REV之间的相互关系。

王晓明等[28]从节理岩体表征体的参数选取、量化方法及研究角度等方面详细地阐述了节理岩体表征单元体研究成果，并对其应用前景进行了展望。

岩体力学参数是评价岩体工程稳定性的重要依据。

在对岩体工程进行安全性评估时，必须保证岩体力学参数选择的合理性，否则会导致评价结论与实际情况不符。

并且岩体的各向异性会因其所在区域的地质条件和地质作用而产生差异。

因此，要确定其各向异性特征需要综合考虑岩体的内部构造、岩块强度、节理分布、岩体所在地区环境条件等诸多因素，如果强行赋予岩体应用强度理论既不现实又无法保证其准确性。

如何选取合适的岩体力学参数已成为当今岩土工程领域的重大难题之一。

室内力学试验只能针对小体积岩体力学特性进行研究，原位试验的确是研究岩体力学性质最为直接的方式，但对于一些小型岩土工程来说成本过高，并且试验操作受地区条件限制。

经验估算法因其具有简洁、经济的优点被广大学者所认可，它的原理是综合考虑岩体内部构造、力学参数、节理分布等诸多因素，再将这些因素进行定性和定量的分析，既在工程中验证又在工程中改良，到目前为止发展已相当成熟。

工程中影响岩体强度的因素有许多，但每种因素影响程度因实际情况而不同，于是学者们引入岩体强度评价体系，其中RMR、GSI、Q是被国内外专家所普遍认可的[29,30]。

Hoek和Brown等通过对地质强度指标GSI的修正和对大量岩体现场实验结果的研究，先后总结出狭义和广义Hoek-Brown强度准则[4,8]。

张海建[31]认为广义的Hoek-Brown准则强度仅考虑了岩体处于扰动和未扰动两种极端情况，而实际岩石边坡和地下硐室等均处于扰动和未扰动状态之间，基于此提出了新的方法用于计算m b和s。

闫长斌[32]和陈昌富[33]先后对岩体完整性系数K v与K m和K s的关系进行了探索与论证，分别对K m和K s进行了相应的修正，
河北工程大学硕士学位论文
从而确定了m b和s的计算公式。

目前利用Hoek-Brown法估算岩体力学参数的计算方法已经相当成熟并且其准确性得到了验证，例如：邢军等[34]以节理裂隙实测
统计数据为依据，基于Hoek-Brown准则和模糊等价聚类法确定了节理边坡岩体
的力学参数。

杨帆等[35]利用Hoek-Brown准则估算云南某矿区岩体的力学参数，
提出了稳定性计算的经验公式，并结合现场试验结果验证了经验公式的可靠性。

1.2.2试验研究
在岩石力学研究初期，因为缺乏相对成熟的理论成果，人们普遍习惯利用室
内试验对岩石材料的力学特性进行探索。

例如：王小江[36]利用三轴压缩试验，研
究了岩体渗透性随围压的变化规律，结果表明围压会改变岩体的扩容行为进而影
响其渗透性，贯通节理在围压的作用下会产生一定程度的闭合，从而降低其渗透
性，并且围压的增大会降低渗透性-应变曲线的波动性。

陈道龙等[37]通过对节理红
岩进行室内落锤试验研究了红砂岩体在不同冲击作用下的破坏特征，不仅弥补了
学术界关于红砂岩试验数据的缺乏，同时也验证了含裂隙的岩体破裂时吸收的能
量要小于完整岩体。

陈新等[38]对经历过岩石单轴压缩试验后的破碎体进行筛分，
以探究岩体破碎的损伤力学机制，发现节理密度与岩体受压时的破碎程度、能量
耗散呈正比。

但后来许多专家认识到，岩体本身强度具有显著的尺寸效应，并且
随着岩体尺寸的增加，节理分布会更加的复杂，节理间的相互作用难以把控，通
过对小体积岩体进行力学试验并不能准确地获取大体积岩体的力学特性。

近十年来，在科技的推动下岩体力学试验技术得到了进一步提升。

马芹永等[39]采用杆径分离式霍普金压杆试验，记录了含不同节理倾角砂岩的力学性质与破坏机制，并指出随着节理面倾角由0°向90°递增，岩体破坏形式由充填型软弱节理先破坏转化为岩体基体先破坏。

大久保诚介等[40]改进了一种可视化三轴压缩系统，通过数字图像处理，实现了对岩石试件变形的精确监控。

杨海明[41]通过超声尾波和声发射相结合，观测岩体内部的破损情况，同时对两项技术的观测特点进行了归纳总结，并且证实了两者之间演化过程可一一对应，得到了岩体损伤情况的精确描述。

吴亮等[42]自制岩杆预应力卸载平台，设计了轴向爆破压溃三类卸载试验，对工程岩体的开挖卸载问题进行了研究。

目前通过制作相似材料模型进行力学试验的方法得到了诸多专家学者的认可。

李明田等[43]为了可以使参与室内试验的裂隙岩体试件更加贴切于天然岩体，对不
同的人工裂隙制作方式进行了对比，研究表明预埋聚酯薄膜片相比于薄铝片能够
更好地模拟天然节理。

林豆等[44]为研究白鹤滩水电站区域岩体的力学特性，利用
相似原理，通过调控水灰比例、骨料级配、养护环境等要素制作节理岩体试件，
第1章绪论
并进行三轴力学试验，结果表明：围压的增大不仅会提升岩体的抗压强度也会改变其破坏方式。

但无论是切割试件还是模拟材料试件都很难保证试验结果与真实情况的完全吻合，所获得的力学参数往往与现实存在一定的差距。

随后人们又采用野外原位试验法，在一定程度上提高了参与试验的岩体试件尺寸。

但相对于工程中遇到的几十米甚至几百米的超大体积岩体，还是有明显不足。

此外原位试验过程中对岩体产生的扰动会严重影响试验精度与岩体的力学特性，使试验结果不具备真实性。

1.2.3数值模拟
单纯地对岩体力学性质进行经验估算是无法满足计算稳定性要求的。

数值模拟技术的出现为岩体力学性质的研究开辟了新的途径。

目前离散元法是研究岩体力学特性最为常见且最为合适的方法。

它的主要原理是将岩体节理分割而成的离散体作为基本单元，运用牛顿定律描述块体的运动过程。

块体之间可以发生相对的位移，这使得岩体内部应力与岩体变形的断续性得以体现[30]。

但离散元计算法也有缺陷，由于单元的几何形状不固定且划分单元的方式不同，因此每次数值模拟结果存在差异。

然而在节理已将岩体划分为大量块体的情况下，采用离散元法的确是一种较为合理的途径。

周创兵等[45-47]认为裂隙网络反演是研究节理岩体REV的重要手段，分析了节理岩体力学模型选取与节理岩体REV之间的关系，确定了节理岩体的REV尺寸，研究了两组含随机分布节理岩体等效弹性模量的尺度效应及节理岩体的渗透特性。

Grenon等[48]利用Fracture-SG软件对三维节理岩体进行了模拟，确定了节理边坡岩体的REV值。

Mas Ivars等[49]基于离散元程序PFC3D，建立SRM(synthetic rock mass modeling)模型，并介绍了SRM方法的理论背景和一些示例应用程序，为研究岩石各向异性、尺度效应提供了新的方法。

Sainsbury等[50]基于有限差分程序FLAC3D，建立UJRM模型，研究了节理方向对洞穴形状演变速率的影响。

明华军等[51]利用颗粒流程序PFC开展单轴压缩数值试验，研究了结构面物理参数对岩体破坏机制和力学性质的影响。

左双英等[52]利用有限元软件FLAC3D模拟岩体压缩实验，发现岩体层面控制着围岩破坏机制与裂隙延伸方向。

倪海江等[53]利用离散元软件UDEC开展数值实验，对节理岩体等效柔量和等效弹性模量等力学参数的尺寸效应进行了研究，论证了用1/E ep均值的倒数估算岩体整体等效弹性模量方法的优越性。

刘波等[54]通过现场实际测量和几何学分析获取岩石节理概率密度函数，并结合DFN技术建立可以体现节理分布特征的离散网络模型，利用此方法建立的节理分布与实际情况更加接近，同时为数值建模前岩体节理网络的提取提供
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了参考。

王培涛[55]基于离散元裂隙网络DFN模型，对不同选取角度的岩体进行单轴压缩试验，研究了岩体的各向异性，发现不同取样角度岩体的抗压强度存在差异，并且随着岩体尺寸的增加，抗压强度随取样角度变化幅度趋于平缓。

闫月龙等[56]利用岩石破坏过程分析RFPA2D系统，结合室内岩石单轴压缩实验，研究了节理产状对小尺寸岩体试件抗压强度的影响。

由此看来，在岩土工程中采用数值方法进行研究与分析已成为常规操作。

结合国内外研究现状，各学者对各类节理岩体抗压强度的研究已经比较成熟。

然而这些研究大多是针对某一类节理岩体，作为研究对象的岩体其节理产状大多单一，并没有针对各类节理岩体抗压强度变化规律系统的归纳与总结。

针对此问题，本文将节理岩体数值模型分为三类：单一节理岩体模型、单组节理岩体模型、复杂节理岩体模型。

力求总结出一份系统且完整的包含各类节理岩体的抗压强度数值研究。

本次数值模拟的关键是尽可能准确的反应真实岩体的力学特性，因此对二维模型建立的要求较高，建立模型所需的各项力学参数应该彼此之间相互匹配。

针对此问题，本文通过室内试验获得完整岩块的力学参数，利用Hoek-Brown强度准则估算岩体的力学参数，参考前人文献选取与岩体匹配度较高的节理面力学参数，建立数值模型。

岩体是具有各向异性特征的非均质材料，岩体力学性质在各个方向上存在差异，这种差异在工程稳定性分析中不可忽视。

目前，工程中常用的经验分析方法虽然综合考虑了岩块力学指标、岩体结构面分布特征及赋存地质条件等因素的影响，但仅定性地描述了结构面这一影响因素，未考虑由结构面分布引起的节理岩体各向异性特征。

解析方法是一种较为直接的研究方法，通过一定简化或引入假设条件，对节理岩体进行分析，不过，由于节理岩体的特殊性和复杂性，解析的方法难以与现场分布复杂的结构面相对应，这是理论研究的局限性与过度理想性所导致的。

并且现存的强度准则与理论解析并未设立描述岩体各向异性的特征指标与影响因子，无法准确推导岩体复杂的力学特征，这使得本文所获得数值模拟结果的准确度难以判断。

针对此问题，本文首先对与所研究岩体相匹配的强度准则进行推导，其次参考历年关于岩体各向异性变化规律的文献与数据，对节理岩体共性规律进行归纳与总结，鉴于离散元方法研究节理岩体力学特征的可靠性，将本次得出的数值模拟结果与已知的节理岩体各向异性规律相比对，在共性中寻找个性，以达到实验探索的目的。