共面断续节理岩体直剪强度特性模型.PDF

２０１２年９月 第３３卷　第５期 Ｓｅｐｔ．２０１２ Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７７７５．２０１２．０５．０２１ 共面断续节理岩体直剪强度特性模型 １，２ ３ ４ 胡　波 ，王思敬 ，刘晓丽 （１．国网电力科学研究院南京南瑞集团公司，江苏 南京２１０００３；２．河海大学 水利水电学院，江苏 南京 ２１００９８；３．中国科学院 地质与地球物理研究所，北京 １０００２９；４．清华大学 土木水利学院，北京 １０００８４） 摘　要：采用理论分析和模型试验相结合方法，对共面闭合断续节理岩体直剪强度特性进行分析 和研究．引入法向变形协调条件，基于ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ理论，推导共面断续节理岩体模型的直剪强度 公式．模型试验表明：全应力 应变曲线主要经历了线弹性增长、节理面错动、次生裂纹起裂稳态扩 展、节理面贯通破坏和残余强度５个阶段；剪切应力峰值和残余强度都随正应力的增大而增大，而 变形特性随正应力的变化规律性不强；抗剪峰值强度随节理连通率的增大而减小，低连通率时强度 下降速度慢；节理分布形态对强度也有影响，节理在两边分布的试样强度普遍高于节理在中间的； 理论计算结果与试验值吻合较好，能较好描述共面断续节理岩体的直剪强度特征． 关键词：工程岩体；断续节理；直剪强度；岩体力学；全应力 应变曲线 中图分类号：ＴＶ１６　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１－７７７５（２０１２）０５－０６０１－０５ Ｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｍｏｄｅｌｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｗｉｔｈｃｏｐｌａｎａｒ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｊｏｉｎｔｓ １，２ ３ ４ ＨｕＢｏ ，ＷａｎｇＳｉｊｉｎｇ，ＬｉｕＸｉａｏｌｉ （１．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＮａｎｊｉｎｇＮＡＲＩＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１０００３，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎ ｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ ＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ；４．ＣｉｖｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＣｏｌｌｅｇｅ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｍｏｄｅｌｔｅｓｔ，ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｒｏｃｋ ｍａｓｓｗｉｔｈｃｏｐｌａｎａｒｃｌｏｓｅｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｊｏｉｎｔｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｍｐａｔｉｂｉ ｌｉｔｙｅｑｕａｔｉｏｎａｔｎｏｒｍａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｄｅｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｏｈｒ Ｃｏｕｌｏｍｂｔｈｅｏｒｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｆｉｖｅ ｔｙｐｉｃａｌｓｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｌｉｎｅａｒｅｌａｓｔｉｃｉｎｃｒｅｍｅｎｔ，ｓｌｉｐｐａｇｅｏｆｔｈｅｊｏｉｎｔｓ，ｓｔｅａｄｙｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔｏｆｐｏ