岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (2): 425-432.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0371

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

改进的岩质凸块的超载储备极限平衡法

肖国峰   

  1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071
  • 收稿日期:2022-03-25 接受日期:2022-06-30 出版日期:2023-02-10 发布日期:2023-02-17
  • 作者简介:肖国峰,男,1975年生,博士,副研究员,主要从事岩质边坡的稳定性评估方法和监测方法等方面的研究工作。

An improved overload limit equilibrium method of rock blocks

XIAO Guo-feng   

  1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China
  • Received:2022-03-25 Accepted:2022-06-30 Online:2023-02-10 Published:2023-02-17

摘要: 脱离模式是块体理论提出的有限可动块体的失稳模式之一。虽然直接塌落是地下工程中最常见的失稳现象,但是目前依然缺少适用的定量分析方法,这使得地下工程的开挖和加固设计缺乏必要的理论支撑。为此,提出了一种改进的考虑渐进破坏的岩块稳定分析方法。主要改进了3处:①引入超载基数和超载方向两个参数来量化描述储备荷载;②提出了Tan和Scal两种超载基数设定方式;③超载方向设定在节理锥的边界扇面上。算例验证结果表明,改进方法完全兼容现有双面滑模式的安全系数算法,实现了脱离模式的定量稳定性分析。最后,讨论了改进方法的刚度参数取值方法及其敏感性。

关键词: 块体理论, 岩体稳定分析, 刚体极限平衡, 嵌固模式, 超载储备安全系数, 超载基数, 超载方向

Abstract: The lifting mode is one of the failure modes of finite movable blocks proposed by block theory. Although direct collapse is the most common failure mode in underground engineering, there is still a lack of suitable quantitative stability analysis methods, resulting in the scarcity of necessary theoretical support for the excavation and reinforcement design of underground engineering. To this end, an improved stability analysis method for rock blocks considering progressive damage is proposed. Main improvements include: introducing overload base and overload direction to quantify the reserve load; proposing two options of overload base which are Tan and Scal; and setting the overload direction on the boundary sector of the joint pyramid. The example verification results show that the improved method is fully compatible with the existing safety factor algorithm for the wedge failure mode. It realizes the quantitative stability analysis of the lifting mode. Finally, the stiffness assignment method and its sensitivity are discussed.

Key words: block theory, rock mass stability analysis, rigid body limit equilibrium, embedded mode, overload safety factor, overload base, overload direction

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