1、由于錦屏二級水電站高地應力、大埋深的顯著特點，引水隧洞大理巖圍巖的強度和變形、巖石（體）的破裂特性、巖體的尺寸效應等都是值得深入研究的課題。大理巖巖石的強度和變形研究是認識和解決工程問題的基礎。巖石（體）的破裂特性研究是將微觀的破裂發(fā)展和宏觀的力學響應將結合，從根本上說明巖石（體）在受力狀況下的變化情況，是控制重大巖土工程災害的基礎。而巖體區(qū)別于巖石的顯著特征是存在大量不規(guī)則的裂隙，裂隙的存在使得巖體表現出強烈非線性、非連續(xù)、破裂特性以

2、及力學參數的尺寸效應。通過對大體積巖體的數值模擬研究巖體的破裂特性和尺寸效應，確定大理巖巖體的表征單元體，最終確定巖體的強度和變形參數。
　　本文以錦屏二級水電站引水隧洞白山組和鹽塘組大理巖為研究對象，通過室內試驗、理論分析、數值仿真相結合的研究手段，基于大理巖的室內單軸壓縮試驗、三軸壓縮試驗試驗，運用離散元方法開展完整大理巖的力學特性研究、單條裂隙的參數分析研究、含有單條、雙條裂隙的巖石模型的破裂過程研究，大理巖巖體的尺寸效應研

3、究，為錦屏二級水電站的巖體力學參數確定和巖爆預防解決關鍵問題。通過本文研究主要獲得以下幾方面結論：
　?。?）白山組大理巖單軸壓縮試驗中脆性特征明顯，而三軸壓縮試驗中巖石破壞脆-延-塑性轉換明顯。運用fish語言編寫顆粒膠結模型模擬白山組大理巖，模型試驗中單軸壓縮試驗擬合較好，三軸壓縮試驗中峰值強度與實驗室試驗相近，但是擬合的Hoek-Brown的峰值強度包線的mi值小于實驗室試驗，通過引用簇單元CPM來進一步優(yōu)化模型。模型優(yōu)化之

4、后，低圍壓下模型的破壞模式仍是脆性破壞，高圍壓下模型的破壞模式由脆性向延-塑性破壞特征轉換。
　?。?）鹽塘組大理巖單軸壓縮試驗中脆性特征明顯，而三軸壓縮試驗中巖石破壞脆-延-塑性轉換明顯，鹽塘組大理巖的強度整體上低于白山組。運用fish語言編寫顆粒膠結模型模擬鹽塘組大理巖，擬合效果較好。通過巖石模型微裂紋的數量變化來定義巖石損傷進而確定巖石的起裂強度和損傷強度，單軸、三軸壓縮試驗獲得的特征應力值與圍壓呈明顯的線性關系，特征應力曲

5、線的擬合函數相近。
　?。?）運用fish語言編寫光滑節(jié)理模型，設置含有單條裂隙的大理巖巖樣。光滑節(jié)理性質力學參數中除了膨脹角，其它參數對巖樣的力學特性影響明顯。膨脹角的設置改變了裂隙面上的法向力和力鏈圖的影響區(qū)域，但是對巖樣的力學特性幾乎沒有影響。幾何參數裂隙傾向的改變對宏觀力學特性影響較小，其它參數影響明顯。三軸壓縮試驗中巖樣峰值強度隨圍壓的增大而增大，巖樣破壞時微裂紋沿著裂隙面發(fā)育，圍壓越大微裂紋的數量越多。
　?。?

6、）分析含有單條裂隙的模型的破裂規(guī)律，傾角0°、90°的模型，裂紋發(fā)育分散，模型破壞呈X形破壞或穿切傾斜破壞；其它傾角的模型破壞大多沿裂隙面。裂隙長度有一個臨界長度介于30mm與40mm之間，小于臨界長度時模型的裂紋發(fā)育接近完整巖石，大于臨界長度時模型的裂紋發(fā)育接近滑移破壞。含有兩條預制裂隙的模型，共面裂隙之間存在的相互作用較強，微裂紋會在巖橋附近發(fā)育并連通兩條裂隙，而階梯狀裂隙之間的相互作用較弱。
　　（5）通過對不同尺寸的離散裂

7、隙網絡DFN的裂隙數量、裂隙強度P30、P32，P33的統計分析，得出表征單元體為8m×16m×8m。通過對不同尺寸的DFN的裂隙散點分布、主成分分析以及裂隙的產狀（傾角和傾角）分析，確定表征單元體為10m×20m×10m。最終確定基于裂隙幾何分布特性的表征單元體為10m×20m×10m。
　?。?）建立1m×2m×1m的綜合巖體模型SRM進行單軸壓縮試驗，裂隙的存在降低了巖體的宏觀力學參數、改變了巖體的微觀裂紋發(fā)育特征。建立不同