巖石力學(xué) 碎塊巖體的破壞

1、第四節(jié)第四節(jié) 碎塊巖體的破壞碎塊巖體的破壞 被結(jié)構(gòu)面切割的巖體，視為巖塊的被結(jié)構(gòu)面切割的巖體，視為巖塊的集合體。變形明顯變大，且是永久變形。集合體。變形明顯變大，且是永久變形。裂隙巖體的破壞類型可分三種：裂隙巖體的破壞類型可分三種：沿節(jié)理破壞沿節(jié)理破壞（常見）巖體實(shí)體部分破壞巖體實(shí)體部分破壞（少數(shù)）巖塊與節(jié)理面同時破壞巖塊與節(jié)理面同時破壞（較常見）一、沿節(jié)理面產(chǎn)生破壞一、沿節(jié)理面產(chǎn)生破壞 1、破壞類型破壞類型（分三類）齒狀剪切齒狀剪切，個別塊體發(fā)生轉(zhuǎn)動個別塊體發(fā)生轉(zhuǎn)動剪切剪切，一列內(nèi)轉(zhuǎn)動一列內(nèi)轉(zhuǎn)動的塊體有的塊體有2 2塊塊巖塊砌疊列排巖塊砌疊列排列，扭結(jié)在一起而整轉(zhuǎn)動，列，扭結(jié)在一起而整轉(zhuǎn)動，

2、一列內(nèi)轉(zhuǎn)動的塊體大于一列內(nèi)轉(zhuǎn)動的塊體大于2 2塊塊2 2、L-AL-A方程（方程（LadanyiLadanyi和和ArchambaultArchambault）（1）設(shè)）設(shè)（2）由平衡條件及功能原理，得峰值抗剪強(qiáng)度節(jié)理破壞面為規(guī)則齒狀（圖節(jié)理破壞面為規(guī)則齒狀（圖4-244-24） 外力作用下，齒面產(chǎn)生相對水平位移和外力作用下，齒面產(chǎn)生相對水平位移和 垂直位移增量（擴(kuò)容）垂直位移增量（擴(kuò)容） 齒受力后，若荷載過大，部分齒剪壞齒受力后，若荷載過大，部分齒剪壞y（4-61）-剪斷齒端的面積與剪切面積之比；剪斷齒端的面積與剪切面積之比；saAAas -峰值抗剪強(qiáng)度時的擴(kuò)容比；峰值抗剪強(qiáng)度時的擴(kuò)容比；v

3、RS-巖塊的抗剪強(qiáng)度巖塊的抗剪強(qiáng)度；-節(jié)理面的內(nèi)摩擦角。節(jié)理面的內(nèi)摩擦角。tan)1 (1)tan)(1 (,VaSavasRssp鋸齒狀剪壞面模型鋸齒狀剪壞面模型擴(kuò)容與應(yīng)力的關(guān)系擴(kuò)容與應(yīng)力的關(guān)系齒根剪齒根剪斷部分?jǐn)嗖糠铸X根全部剪斷，齒根全部剪斷，擴(kuò)容為擴(kuò)容為0擴(kuò)容擴(kuò)容擴(kuò)容擴(kuò)容最大最大（3 3）退化討論）退化討論當(dāng)當(dāng)a as s=0(=0(被剪斷的面積為零被剪斷的面積為零) )，式得代入614,tgiV適用于低正應(yīng)力狀態(tài)，適用于低正應(yīng)力狀態(tài)， 為滑升角為滑升角 i)tan(ip當(dāng)當(dāng)a as s=1=1和和V V=0(=0(齒根全部剪斷，擴(kuò)容為齒根全部剪斷，擴(kuò)容為0)0)，抗，抗剪強(qiáng)度為剪強(qiáng)度為

4、 rjPCtanjCr-巖石殘余內(nèi)摩擦角。-節(jié)理面抗剪強(qiáng)度；適用于高正應(yīng)力適用于高正應(yīng)力TT-推動力，等于巖石的單向抗壓強(qiáng)度uq佩頓雙線性強(qiáng)度準(zhǔn)則佩頓雙線性強(qiáng)度準(zhǔn)則rjPCtan)tan(ipT節(jié)理峰值抗剪強(qiáng)度線節(jié)理峰值抗剪強(qiáng)度線節(jié)理峰值節(jié)理峰值抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度巖石包巖石包絡(luò)線絡(luò)線（4 4）峰值抗剪強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)）峰值抗剪強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)當(dāng)T（齒沒有全部剪切時），Adany 建議：1)1 (1KTsa（4-64）ivKTtan)1 (2(4-65)21)1 (1uuRqnnnqS(4-66)n巖石的抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比)52(5tan)2(231rnKinrK(467)在剪切破壞帶或扭壞帶內(nèi)，

5、即當(dāng)每轉(zhuǎn)動巖塊的塊數(shù)25時，則從試驗(yàn)得到 Adany公式中的參數(shù) ：rn1K2K破壞類型剪壞面剪壞帶紐壞帶0 231.5456rn1K2Kitanitan)32(3二、巖塊節(jié)理破壞二、巖塊節(jié)理破壞 、巖塊剪切破壞面巖塊剪切破壞面mnmn，圖圖 4.27 4.27巖塊節(jié)理模型的剪切破壞巖塊節(jié)理模型的剪切破壞求：塊體沿mnmn和MlMl發(fā)生破壞所需要的最小推力及該類巖體的擴(kuò)容條件。設(shè)巖塊抗剪強(qiáng)度設(shè)巖塊抗剪強(qiáng)度 ，設(shè)設(shè)mnmn方向位移方向位移1 1單位，單位，則水平位移則水平位移：垂直位移垂直位移： 合剪力：合剪力：合正應(yīng)力：合正應(yīng)力：水平推力：水平推力：H H內(nèi)、外力作功相等：內(nèi)、外力作功相等： 代入以上結(jié)果，并代入以上結(jié)果，并iusinivcosiamncosiacosvbliavbuHvcos0didHabaHv 2得得iiacosmnHavb1iu位移位移 方向方向單元受力圖1.塊體沿mn發(fā)生破壞所需要的最小推力H 式中：節(jié)理的摩擦系數(shù)因?yàn)閴K體朝需要推力最小最小的方向位移， 3.3.該類巖體的擴(kuò)容條