岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2013年
6期
1229-1238
,共10页
赵宇飞%汪小刚%贾志欣%林兴超
趙宇飛%汪小剛%賈誌訢%林興超
조우비%왕소강%가지흔%림흥초
岩石力学%岩体结构面%剪切破坏%动力显式法%模型试验
巖石力學%巖體結構麵%剪切破壞%動力顯式法%模型試驗
암석역학%암체결구면%전절파배%동력현식법%모형시험
rock mechanics%rock discontinuities%shear failure%dynamic explicit method%model test
岩体中大量存在的各种不连续面,如断层、节理、裂隙等,是影响岩体工程力学特性的最重要的因素,因此,对岩体中广泛存在的结构面工程特性的研究具有重要的工程意义.在动力显式方法的基础上,对规则锯齿状的结构面进行剪切破坏特征进行分析,并进行室内模型试验.对数值模拟与模型试验的结果进行对比分析,得出归一化的锯齿状结构面在不同法向应力作用下的剪切破坏力学行为及重要剪切破坏规律,并验证了利用动力显式方法进行节理岩体工程力学特性研究的适应性.研究表明:在一定法向应力水平下,规则锯齿状结构面剪切破坏是随着剪切位移的增长而不断扩展,主要表现为结构面上的等效塑性应变分布范围与深度的不断扩大,最后达到纯摩擦的残余强度状态;等效塑性应变的扩展规律一般是在剪切方向上从试样两侧逐渐向中间扩展,对于下侧结构面而言,在达到剪切应力峰值之前,剪切应力主要分布在试样中相背剪切速度方向的一侧,在剪切峰值之后,随着结构面破坏范围不断增大,剪切应力分布趋于均匀;当正应力不断增大时,结构面发生爬坡滑移越来越困难,结构面破坏深度不断增大,峰值剪应力所对应的破坏模式逐渐变为直接剪断锯齿破坏.
巖體中大量存在的各種不連續麵,如斷層、節理、裂隙等,是影響巖體工程力學特性的最重要的因素,因此,對巖體中廣汎存在的結構麵工程特性的研究具有重要的工程意義.在動力顯式方法的基礎上,對規則鋸齒狀的結構麵進行剪切破壞特徵進行分析,併進行室內模型試驗.對數值模擬與模型試驗的結果進行對比分析,得齣歸一化的鋸齒狀結構麵在不同法嚮應力作用下的剪切破壞力學行為及重要剪切破壞規律,併驗證瞭利用動力顯式方法進行節理巖體工程力學特性研究的適應性.研究錶明:在一定法嚮應力水平下,規則鋸齒狀結構麵剪切破壞是隨著剪切位移的增長而不斷擴展,主要錶現為結構麵上的等效塑性應變分佈範圍與深度的不斷擴大,最後達到純摩抆的殘餘彊度狀態;等效塑性應變的擴展規律一般是在剪切方嚮上從試樣兩側逐漸嚮中間擴展,對于下側結構麵而言,在達到剪切應力峰值之前,剪切應力主要分佈在試樣中相揹剪切速度方嚮的一側,在剪切峰值之後,隨著結構麵破壞範圍不斷增大,剪切應力分佈趨于均勻;噹正應力不斷增大時,結構麵髮生爬坡滑移越來越睏難,結構麵破壞深度不斷增大,峰值剪應力所對應的破壞模式逐漸變為直接剪斷鋸齒破壞.
암체중대량존재적각충불련속면,여단층、절리、렬극등,시영향암체공정역학특성적최중요적인소,인차,대암체중엄범존재적결구면공정특성적연구구유중요적공정의의.재동력현식방법적기출상,대규칙거치상적결구면진행전절파배특정진행분석,병진행실내모형시험.대수치모의여모형시험적결과진행대비분석,득출귀일화적거치상결구면재불동법향응력작용하적전절파배역학행위급중요전절파배규률,병험증료이용동력현식방법진행절리암체공정역학특성연구적괄응성.연구표명:재일정법향응력수평하,규칙거치상결구면전절파배시수착전절위이적증장이불단확전,주요표현위결구면상적등효소성응변분포범위여심도적불단확대,최후체도순마찰적잔여강도상태;등효소성응변적확전규률일반시재전절방향상종시양량측축점향중간확전,대우하측결구면이언,재체도전절응력봉치지전,전절응력주요분포재시양중상배전절속도방향적일측,재전절봉치지후,수착결구면파배범위불단증대,전절응력분포추우균균;당정응력불단증대시,결구면발생파파활이월래월곤난,결구면파배심도불단증대,봉치전응력소대응적파배모식축점변위직접전단거치파배.