贯穿节理岩体变形等效本构及各向异性研究

发布时间：2021-06-14 13:48

　　在各向异性材料的弹性本构的基础上,基于应变迭加原理推导了贯穿节理岩体变形的等效弹性本构模型。应用该等效本构模型,分析了含有一组节理、两组节理和三组节理正交的空间各向异性。结果表明,层状节理岩体变形特性在空间上关于节理法线方向轴对称,柱状节理岩体变形特性在空间上关于平面对称,含三组正交节理的岩体特性在空间上关于平面对称。该等效本构模型未能考虑节理与节理之间、节理与岩块之间相互交错的影响,因而对于复杂节理岩体变形特性的研究有一定的欠缺。模型工程概念明确,获得的柔度张量可以表征岩体变形的各向异性,可以直接作为ANSYS软件的输入参数进行结构分析,为节理岩体变形各向异性引起的结构效应初步分析提供了一种较便捷的方法和手段。 

【文章来源】：地下空间与工程学报. 2020,16(S1)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

含两组贯穿节理岩体

含三组正交贯穿节理岩体

从图4中可以看出，对于层状岩体，由于层状节理的存在，岩体表现为各向异性，且呈现出以节理法向方向轴对称的规律，是一种在厚度方向非均质的横观各向同性体。从正轴方向来看，由于节理存在，节理法向方向弹性系数比平行于节理方向的弹性系数大。从空间任意角度来看，同一倾角情况下，不同的倾向方向弹性系数相同，同一倾向情况下，不同的倾角方向弹性系数不同，当ks与kn比值大于等于0.5时，空间方向的弹性系数介于法向和平行向之间，如图4(a)、4(b)，当ks与kn比值小于0.5时，空间形状如哑铃状，与水平向具有一定夹角的方向上弹性系数出现大于节理法向方向的情况，ks与kn比值越小，弹性系数越大，可理解为当受力方向与节理出现一定夹角时，切向刚度越小，引起较大的剪切变形越大，如图4(c)、4(d)。图4 等效弹性系数Cφ，θ三维空间变化图(单位:0.1/GPa)

【参考文献】：
期刊论文
[1]多组贯穿节理岩体正交各向异性变形参数研究[J]. 朱泽奇,盛谦,李红霞.  岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[2]节理岩体各向异性等效弹性参数研究[J]. 狄圣杰,徐卫亚,单治钢.  岩土力学. 2013(03)
[3]多组贯穿裂隙岩体变形特性研究[J]. 韩建新,李术才,李树忱,仝兴华,李文婷.  岩石力学与工程学报. 2011(S1)
[4]节理岩体正交各向异性等效变形参数研究[J]. 张贵科,徐卫亚.  岩土工程学报. 2010(06)
[5]贯通节理岩体等效模型与弹性参数确定[J]. 晏石林,黄玉盈,陈传尧.  华中科技大学学报. 2001(06)
[6]节理岩体变形模量估算新方法[J]. 徐光黎,潘别桐,晏同珍.  地球科学. 1991(05)

博士论文
[1]复杂节理岩体力学参数尺寸效应及工程应用研究[D]. 吴琼.中国地质大学 2012
[2]复杂裂隙岩体等效力学参数及工程应用研究[D]. 章广成.中国地质大学 2008



本文编号：3229956