岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6): 1687-1699.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1056CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1056
许明1, 2,袁帮国1,蔡宇3,刘先珊1, 2,甘峰帆4,袁东豪1
XU Ming1, 2, YUAN Bang-guo1, CAI Yu3, LIU Xian-shan1, 2, GAN Feng-fan4, YUAN Dong-hao1
摘要: 为分析岩石节理在动力扰动下的端部应力集中效应,基于岩石节理受压闭合的特点,视节理符合椭圆形态特征,引入修正的节理法向刚度非均匀分布双曲线模型,综合考虑地应力、节理倾角以及节理长度等因素,对P波与SV波入射扰动下的节理表面应力与端部应力集中效应特征进行对比分析。结果表明:考虑节理形态特征条件下,越靠近节理端部,应力波对节理面正应力的扰动幅值逐渐增加,节理对应力波的削减作用逐渐降低,更接近于应力波在完整岩石中的传播效果;节理端部的应力集中效应与节理表面的压应力和剪应力呈正相关,但压应力引起的节理端部应力集中效应更为显著;与忽略节理形态特征条件相比,考虑节理形态特征条件下端部的应力集中效应随应力波入射的波动更为明显,更易发生破坏,更有利于工程安全的分析;在相同条件下,P波主要引起节理面上的正应力变化,而SV波则主要引起剪应力变化;在节理端部的延长点上,随着应力波入射角度增加,SV波对剪应力的影响效果减弱,而对正应力的影响效果加强,这与P波的影响效果表现相反,并且水平位移与正应力值呈正相关性,竖向位移随剪应力的增大而增大;当节理处于拉剪状态下,端部绝大部分区域的正应力表现为拉应力,而当节理处于压剪状态时以压应力为主。
中图分类号: P642| [1] | 刘杰, 钟伦伟, 钟振, 张宪尚, 隆清明, 应鹏, . 恒定法向刚度边界条件下受剪岩石裂隙非线性渗流特性的数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1919-1933. |
| [2] | 宋洋, 王贺平, 张维东, 赵立财, 周健华, 毛镜涵, . 恒定法向刚度条件下加锚充填节理岩体剪切特性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2695-2706. |
| [3] | 刘尚, 刘日成, 李树忱, 蔚立元, 胡明慧. 化学腐蚀下节理花岗岩法向刚度演变规律试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2509-2524. |
| [4] | 金解放, 张雅晨, 刘康, 张睿, 李云浩, . 梯度应力对红砂岩应力波传播特性的影响研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 952-964. |
| [5] | 田世轩, 郭保华, 孙杰豪, 程坦, . 不同边界条件下剪切速率对类岩石节理剪切力学特性的影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 541-551. |
| [6] | 王学滨, 薛承宇, 岑子豪, 陈双印, 刘桐辛, . 势接触法中法向刚度系数取值研究及岩层 运动过程模拟[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1694-1704. |
| [7] | 江权, 李力夫, 冯夏庭, 李邵军, 覃卫民, 陈腊春, . 大型多功能高压岩石结构面剪切伺服试验 系统及功能测试分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3159-3169. |
| [8] | 聂治豹, 郑宏, 万涛, 林姗. 弹性静力学问题的边界积分形式的数值流形法[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1429-1436. |
| [9] | 夏才初, 喻强锋, 钱 鑫, 桂 洋, 庄小清. 常法向刚度条件下岩石节理剪切−渗 流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 57-66. |
| [10] | 刘中宪, 王治坤, 梁建文, 王楚楚, . 基于球面波势函数基本解方法的弹性波 三维散射与动应力求解[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2730-2738. |
| [11] | 李桐, 冯夏庭, 王睿, 肖亚勋, 王勇, 丰光亮, 姚志宾, 牛文静, . 深埋隧道岩爆位置偏转及其微震活动特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2847-2854. |
| [12] | 王 伸,李化敏,李东印,王 文, . 横肋对螺纹钢树脂锚杆荷载传递的影响[J]. , 2018, 39(8): 2805-2813. |
| [13] | 王帅帅,高 波,范凯祥,申玉生,张 涛,. 平面P波入射下浅埋平行双洞隧道注浆加固减震机制[J]. , 2018, 39(2): 683-690. |
| [14] | 冯大阔,张建民, . 法向刚度对土与结构接触面三维特性影响的试验研究[J]. , 2018, 39(11): 3929-3936. |
| [15] | 吕小波,赵其华,韩 刚. 基于应力集中强度比的单裂隙岩石破坏过程研究[J]. , 2017, 38(S1): 87-95. |
|
||