層狀裂隙巖體彈塑性損傷特性的分析與研究.pdf

1、在工程建設(shè)中，層狀巖體是由裂隙系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)面和巖石共同組成的復(fù)合地質(zhì)材料，其中常含有大量裂隙、節(jié)理、層理、斷層、軟弱夾層及孔隙等不同成因類型的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的各向異性、非均勻性和非連續(xù)性等性質(zhì)。目前，工程巖體的彈塑性本構(gòu)模型已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，但其仍然無法定量地估算裂隙和節(jié)理等損傷對(duì)層狀巖體性質(zhì)的影響，實(shí)際應(yīng)用往往受到很多限制，也與絕大多數(shù)真實(shí)工程巖體的力學(xué)行為不甚相符。因此，有必要研究層狀裂隙巖體的損傷特性和本構(gòu)模型，以期望對(duì)真實(shí)

2、巖體有更好的認(rèn)識(shí)和描述。 本文在眾多國內(nèi)外學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，探討研究了工程中常見的層狀裂隙巖體，將具有結(jié)構(gòu)面影響層的層狀巖體視為各層均為橫觀各向同性層狀材料，其中的數(shù)量巨多、中等規(guī)模的裂隙系統(tǒng)視為巖體材料中存在的一種初始“損傷”，利用損傷力學(xué)的原理和研究方法定量地分析層狀裂隙巖體的物理力學(xué)性質(zhì)。首先利用彈性力學(xué)的研究觀點(diǎn)和方法，根據(jù)力的平衡、變形協(xié)調(diào)、應(yīng)變能相等的條件，用層狀巖體內(nèi)各層的厚度及其彈性常數(shù)來描述與之等效的均勻連續(xù)體

3、的彈性性質(zhì)；在層狀裂隙巖體中，考慮結(jié)構(gòu)面對(duì)其相鄰兩側(cè)巖體的影響范圍，并將結(jié)構(gòu)面與其相鄰兩側(cè)的一定厚度的巖體共同組合成一種三層的復(fù)合巖體(定義為結(jié)構(gòu)面影響復(fù)合層)，運(yùn)用分層材料等效彈性性質(zhì)的原理，推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)面影響復(fù)合層的等效彈性性質(zhì)表達(dá)式；再將結(jié)構(gòu)面及其影響范圍的復(fù)合層狀巖體(結(jié)構(gòu)面影響復(fù)合層)作為整個(gè)層狀裂隙巖體中的單獨(dú)一層與其他各巖層組合起來推導(dǎo)整個(gè)巖層的等效彈性性質(zhì)。運(yùn)用損傷力學(xué)以及斷裂力學(xué)理論，通過對(duì)層狀裂隙巖體內(nèi)的應(yīng)力、應(yīng)變的體