基于改進(jìn)的遍布節(jié)理模型層狀巖質(zhì)深基坑穩(wěn)定性分析.pdf

1、自然界中具有層狀結(jié)構(gòu)的沉積巖約占陸地面積的2/3，而我國(guó)占到了77.3％，由于分布廣泛，在工程建設(shè)中將遇到大量的層狀巖體穩(wěn)定性問(wèn)題。由于具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，不僅變形和強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的各向異性特征，巖體的破壞機(jī)理及方式也明顯不同于其它均質(zhì)巖體。本文以貴陽(yáng)市星云家電城片區(qū)舊城及棚戶區(qū)改造項(xiàng)目塊地二大型深基坑為工程依托，通過(guò)巖體力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)對(duì)層狀巖體的各向異性特征進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上改進(jìn)FLAC3D自帶的遍布節(jié)理模型，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)巖樣數(shù)值試驗(yàn)與

2、室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的比較，驗(yàn)證改進(jìn)遍布節(jié)理模型的正確性及合理性，最后將該模型應(yīng)用到深基坑工程中，對(duì)基坑開(kāi)挖完成后四個(gè)側(cè)壁的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下：
　?。?）通過(guò)室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)，將不同傾角的層狀巖體制成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行單軸壓縮，得到巖石試件的彈性模量、單軸抗壓強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度值，分析了它們隨層面傾角β的變化規(guī)律以及層狀巖體的變形、強(qiáng)度各向異性特征；采用巴西劈裂法對(duì)兩種不同厚度的巖石試件進(jìn)行了抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，得到了巖石的抗拉強(qiáng)度值；通過(guò)巖

3、石和層面的直剪試驗(yàn)，得到了巖石和層面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
　　（2）由于FLAC3D自帶的遍布節(jié)理模型沒(méi)有考慮巖體彈性參數(shù)在層面兩個(gè)方向上的不同，根據(jù)局部坐標(biāo)系中層狀巖體的彈性本構(gòu)關(guān)系，通過(guò)應(yīng)力坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，建立了整體坐標(biāo)系下可以反映橫觀各向同性特征的改進(jìn)模型。根據(jù)層狀巖體的力學(xué)行為和變形破壞機(jī)制，將巖體的破壞形式分為巖塊剪切、拉裂破壞和層面滑移、張拉破壞，并推導(dǎo)了各種破壞模式下的判別準(zhǔn)則及應(yīng)力修正方法。
　　（3）基于FLAC3D

4、軟件提供的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將改進(jìn)的遍布節(jié)理模型用VC++6.0程序語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件Reubiquitous.dll嵌入到FLAC3D主程序中，待調(diào)用計(jì)算。將標(biāo)準(zhǔn)巖石試件采用改進(jìn)的遍布節(jié)理模型進(jìn)行單軸壓縮數(shù)值試驗(yàn)?zāi)M，并與室內(nèi)試驗(yàn)及FLAC3D自帶的遍布節(jié)理模型數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了該模型的正確性、合理性及優(yōu)越性。同時(shí)，將模型應(yīng)用于不同巖層產(chǎn)狀的理想巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，得出了潛在滑動(dòng)面分布，穩(wěn)定性系數(shù)隨傾向、傾角

5、的變化規(guī)律。
　?。?）將改進(jìn)的遍布節(jié)理模型應(yīng)用到深基坑工程中，建立了能反映地形地貌、巖土體分布特征及開(kāi)挖方式的三維數(shù)值分析模型；通過(guò)開(kāi)挖完成后基坑各側(cè)壁應(yīng)力、位移及破壞區(qū)的分布特征，分析了基坑各側(cè)邊坡的穩(wěn)定性；通過(guò)基坑開(kāi)挖所產(chǎn)生的順向坡、切向坡及逆向坡在變形量、破壞區(qū)分布等方面的比較，說(shuō)明巖層的傾向和傾角對(duì)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性起到了控制作用。
　　本文所研究的內(nèi)容及取得的成果對(duì)研究層狀巖體具有重要意義，深基坑工程穩(wěn)定性分析結(jié)果