二節(jié)結(jié)構面的變形特課件

1、第二節(jié) 結(jié)構面的變形特性 一、節(jié)理的法向變形（一）節(jié)理彈性變形（齒狀接觸）式中:d-為塊體的邊長; n-為接觸面的個數(shù); -為每個接觸面的面積; -為泊松比；E-為彈性模量。法向切向 按彈性力學Boussinesq公式計算齒狀節(jié)理接觸面彈性變形引起的閉合變形（二）節(jié)理的閉合變形 齒狀接觸，開始是齒頂?shù)膲嚎s壓碎閉合。下面介紹Goodman方法：張開節(jié)理無抗拉強度結(jié)構面在壓應力下存在極限閉合量且e（節(jié)理的厚度）（1）基本假設（2）狀態(tài)方程原位應力A，t回歸參數(shù)（3）狀態(tài)方程的幾何表示當t=t A=1時，有最大閉合(4)試驗方法（VmC的確定）步驟：（1）備制試件；（2）作-曲線（a）；（3）將試件

2、切開，并配 稱接觸再作曲線（b）；（4）非配稱接觸，作曲線（c）;（5）兩種節(jié)理的可壓縮性 配稱節(jié)理的壓縮量： 非配稱節(jié)理的壓縮量： a.無節(jié)理b.徑向劈裂d.非配稱接觸c.配稱接觸二、節(jié)理的切向變形 （一）節(jié)理強度與剪切變形的關系 節(jié)理“ ”曲線分為4類。見下圖強度準則： 抗剪強度節(jié)理變形擴容現(xiàn)象 圖 48 四種典型的節(jié)理強度和位移關系曲線a-充填節(jié)理b-齒狀節(jié)理c-充填齒狀節(jié)理d-復位式正好破壞時： 破壞面與 的夾角=剪應變內(nèi)摩擦角（當 =常量， 節(jié)理面最大主應力）極限：靜摩擦系數(shù)fs與靜摩擦角令節(jié)理剪切破壞的剪應力和正應力為： 對邊/斜邊對邊/鄰邊則 動摩擦系數(shù)fk與動摩擦角 的關系2齒

3、接觸摩擦準則：總剪切方向：AB每個齒在爬坡，與AB成 角上坡；齒面上的剪切力和正應壓力為 ， 。 （1）規(guī)則（2）不規(guī)則見圖412摩擦角與位移的關系靜摩擦角動摩擦角圖412 齒狀剪切面模型設斜坡上的摩擦角為則 展開 與平面接觸比較可見，齒的作用提高了摩擦角，也就提高摩擦系數(shù)。稱為滑升角 。當T的方向是下坡方向時，內(nèi)摩擦角變成規(guī)則齒強度準則 升角取“+”降角取“”規(guī)則齒剪切擴容（剪脹）殘余內(nèi)摩擦角 設滑動前的內(nèi)摩摩擦角為 則滑動后的內(nèi)摩摩擦角為無齒時的殘余內(nèi)摩擦角 無齒（平面接觸）時的內(nèi)摩擦角 （2）不規(guī)則齒接觸（1977 NBarton）經(jīng)驗公式：JRC為節(jié)理粗糙系數(shù)JCS為節(jié)理壁抗壓強度3、轉(zhuǎn)動摩擦（1）基本假設在張開節(jié)理中，經(jīng)常有塊狀充填物，或節(jié)理切割成碎塊。當剪切時，可使充填物或碎塊發(fā)生轉(zhuǎn)動。設轉(zhuǎn)動的碎塊為平行六面體，其模型見圖。假設模型受法向力N；剪切力T。（2）穩(wěn)定性分析設平行六面體寬為a、高為b。可得。當六面體受力后，其一邊作軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角為?？赡苡?種情況：應變：（5）內(nèi)摩擦角的變化（見圖4.16）六面體轉(zhuǎn)動時其傾斜角為:破壞時傾角等于內(nèi)摩擦角：（4）節(jié)理面的位移圖中底部的位移：頂部的位移： 在初始狀態(tài)下，內(nèi)摩擦角最大，等于翻倒角：當時擴容最大，當開始轉(zhuǎn)動破壞時， 碎塊間的內(nèi)摩擦角為4、滾動摩擦當碎塊的翻倒角 減少時，其內(nèi)摩擦角也將減小。當碎塊剖面為n個邊的規(guī)則多角