贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的模型研究

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S2): 178-184.

贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的模型研究

韩建新^{1, 2}，李术才¹，李树忱¹，仝兴华¹，李文婷¹

1. 山东大学岩土与结构工程研究中心，济南 250061；2. 山东财政学院统计与数理学院，济南 250014

出版日期:2011-08-10 发布日期:2011-08-26
通讯作者: 李树忱，1973年生，博士，教授，主要从事深部岩体力学特性和隧道灾害防治方面的教学与研究工作。E-mail: shuchenli@sdu.edu.cn E-mail:mohan2002@126.com
作者简介:韩建新，男，1971年生，博士，副教授，主要从事岩石力学方面的研究工作
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（973）项目（No. 2010CB732002）；山东省自然科学基金资助项目（No. 2009ZRB02285）；山东大学自主创新基金资助项目（No. 2010TS038）。

Model study of strength and failure modes of rock mass with persistent cracks

HAN Jian-xin^{1, 2}, LI Shu-cai¹, LI Shu-chen¹, TONG Xing-hua¹, LI Wen-ting¹

1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2.School of Statistics and Mathematics, Shandong Finance University, Jinan 250014, China

Online:2011-08-10 Published:2011-08-26

摘要/Abstract

摘要： 隧道等洞室开挖后，其周边通常会产生许多贯穿裂隙，直接影响到围岩稳定。研究贯穿裂隙岩体的强度及其破坏方式对于围岩加固等具有重要意义。基于库伦强度准则，通过建立数学模型，利用 - 坐标系下裂隙面和岩块的强度曲线位置关系研究了贯穿裂隙岩体强度和破坏方式。探讨了贯穿裂隙岩体强度与裂隙面的倾斜角、黏聚力和内摩擦角及岩块的黏聚力和内摩擦角间的关系，得到了贯穿裂隙岩体破坏方式的相关判据。数值算例表明该模型能够预测在任意最小主应力下贯穿裂隙岩体的强度和任意加卸荷路径下岩体破坏方式，与传统的利用 - 坐标系下裂隙面、岩块的强度曲线和摩尔应力圆的位置关系来判断岩体破坏方式的方法相比，该模型的方法更简便有效，结论更直观，能更好地为工程设计和岩体加固提供技术支撑。

关键词: 贯穿裂隙岩体, 强度, 破坏方式, 库伦强度准则

Abstract: After excavation of tunnel and so on, the surrounding rock mass of them usually generates a lot of persistent cracks which directly affect the stability of surrounding rock mass. It is important for reinforcement of surrounding rock mass to study the strength and failure modes of the rock mass with persistent cracks. On the basis of Coulomb strength criterion, the strength and failure modes of rock mass are studied based on the location relationship of strength curve of cracks and rock in - coordinate system by setting up the mathematical model. The relationships between strength of rock mass and the dip, cohesion, internal friction angle of cracks are explored. The relationships between strength of rock mass and the cohesion, internal friction angle of rock are also studied. The related judgment of failure modes of rock mass with persistent cracks is obtained. Numerical results show that the model can predict the strength and failure modes of the rock mass with persistent cracks under any minor principal stress along any loading and unloading paths. In order to judge the failure modes of rock mass, the traditional method usually need to compare the location of strength curve of cracks, strength curve of rock and Mohr’s circle of stress in - coordinate system. Compared with traditional method, the method of the model is more effective. The conclusion is more intuitive. So the model can better provide technical support for engineering design and reinforcement of rock mass.

Key words: rock mass with persistent cracks, strength, failure modes, Coulomb strength criterion

中图分类号:

TU 457

韩建新，李术才，李树忱，仝兴华，李文婷. 贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的模型研究[J]. , 2011, 32(S2): 178-184.

HAN Jian-xin , LI Shu-cai , LI Shu-chen , TONG Xing-hua , LI Wen-ting. Model study of strength and failure modes of rock mass with persistent cracks[J]. , 2011, 32(S2): 178-184.

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