考慮節(jié)理巖體各向異性的邊坡力學(xué)特征分析及應(yīng)用.pdf

1、邊坡巖體通常含有大量不同尺度、分布復(fù)雜的結(jié)構(gòu)面，這些結(jié)構(gòu)面導(dǎo)致了巖體的各向異性，忽略其各向異性將與實(shí)際有較大偏差。對(duì)于極其復(fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)，在實(shí)際巖體工程分析中，通常需要抓住影響巖體變形和破壞的主要因素，通過一定科學(xué)方法研究其宏觀力學(xué)特征。
　　為了探討節(jié)理分布對(duì)邊坡力學(xué)特征的影響規(guī)律，本文基于等效連續(xù)介質(zhì)模型，將節(jié)理巖體等效為各向異性彈塑性體，建立各向異性滲流-應(yīng)力耦合模型，通過數(shù)值模擬研究考慮節(jié)理巖體各向異性的邊坡力學(xué)特征，并結(jié)

2、合工程實(shí)例進(jìn)行分析。論文的主要研究工作及主要結(jié)論如下：
　　1.概述了工程巖體質(zhì)量分級(jí)、巖體參數(shù)確定及數(shù)值計(jì)算模型的研究現(xiàn)狀，分析了目前工程應(yīng)用中存在的主要問題，并確定了本文的研究思路和研究內(nèi)容。
　　2.假設(shè)節(jié)理巖體存在一個(gè)優(yōu)勢節(jié)理方向，建立了平面應(yīng)變問題下，各向異性巖體滲流-應(yīng)力耦合模型，并提出了基于COMSOL有限元分析軟件的邊坡力學(xué)特征數(shù)值計(jì)算方法。通過數(shù)值模擬分析了考慮節(jié)理巖體各向異性的邊坡應(yīng)力場、位移場和滲流場等

3、分布特征，并根據(jù)各向同性莫爾庫倫和最大拉應(yīng)力破壞準(zhǔn)則，研究了邊坡?lián)p傷破壞規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢節(jié)理方向?qū)吰铝W(xué)特征起控制作用，在進(jìn)行巖體力學(xué)分析時(shí)不能忽略其各向異性。
　　3.以撫順西露天礦南幫為例，通過室內(nèi)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場結(jié)構(gòu)面測試及滲透試驗(yàn)，采用節(jié)理巖體網(wǎng)絡(luò)模型，考慮巖體REV尺寸效應(yīng)，綜合確定了巖體變形和滲透參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了工程巖體參數(shù)表征;建立了西露天礦南幫El200剖面各向異性數(shù)值模型，通過數(shù)值模擬與傳統(tǒng)各向同性模型進(jìn)行了

4、對(duì)比分析。結(jié)果表明:各向異性模型計(jì)算的潛水面更接近實(shí)際，且損傷演化規(guī)律與實(shí)際吻合較好;各向同性模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)際有較大偏差，即各向異性模型具有良好的工程應(yīng)用前景。
　　4.進(jìn)行了三維邊坡力學(xué)特征初探。以某露天礦邊坡為背景，建立了層狀巖體邊坡三維橫觀各向同性模型，引入三維Hoffman各向異性破壞準(zhǔn)則，對(duì)不同巖層傾角下三維邊坡?lián)p傷區(qū)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn)，順傾層狀邊坡更容易發(fā)生整體性損傷破壞，反傾層狀邊坡多存在小范圍局部損傷，整體