节理岩体断裂破坏强度计算及工程应用

由于地质构造的影响 ,节理岩体通常处于压剪应力状态 .本文根据压剪应力场中节理裂隙扩展断裂破坏机制 ,通过附加张应力研究了节理扩展相互作用对岩体断裂强度的影响 ,推导出了节理岩体的断裂破坏强度计算公式 ,并将该强度模型用于指导一大型山体隧道工程的设计和施工 ,取得了显著效果 .     

断续节理岩体强度评价及承载力预测

从分析断续节理岩体中岩桥的破坏模式出发，建立计算断续节理岩体极限强度的理论公式，定量地讨论了节理的排列方式及其力学性质对岩体强度各向异性的影响。通过试验验证，本文所建公式与试验值吻合较好。与前人研究成果比较，本公式具有适应性强，可靠度高的特点，可用于确定实际工程的节理岩体承载力并进行岩体稳定性评价。     

灌浆节理压剪变形、强度特点及破坏机制试验

通过对人工劈裂的节理试件进行水泥灌浆加固处理,并进行一系列室内压剪试验,总结了灌浆节理面压剪全过程剪应力-剪切位移的典型曲线形式,分析了充填度和法向应力对灌浆节理的变形、强度特点的影响规律,总结了由充填度决定的灌浆节理两种压剪破坏形式,揭示了其破坏机制.研究结果表明,低法向应力下灌浆节理面表现出脆性破坏特点,峰值剪切强度大于无灌浆节理面的,而在高法向应力条件下,灌浆节理面有一定的延性,峰值剪切强度小于紧密闭合且吻合系数较高的无灌浆节理面的;当充填度大于1.0时,各个充填度的灌浆节理面剪切强度差异较小.研究成果加深了对灌浆节理压剪破坏特性的认识,并具有一定的工程指导意义.     

岩石节理剪切强度研究

利用断裂力学理论分析了纯剪切应力状态和双向压应力状态作用下节理模型的断裂机制。在已有的数值模拟和实验基础上,通过引入分形维数,推导了粗糙节理的摩尔-库仑剪切强度的改进公式。该公式的分析结果显示,节理尺度相对于岩体尺寸越大,节理的抗剪强度就越低,并且节理的抗剪切强度与分形维数的关系是一种非线性增长关系。     

节理岩体的动力响应分析及工程应用

节理岩体经常受到地震、爆破等动载荷的作用,在运载荷作用下的稳定性经常是结构安全的关键。只有对节理岩体的动力响应有本质的理解,才有可能对岩体工程的动力稳定性进行合理的评价。在常规离散元法的基础上提出了动力离散法的思想及计算法,并编制了计算程序DDEM,最后给出了该方法在岩体动力学中的应用实例。     

拱坝坝肩含断续节理岩体破坏机理研究

结合金沙江溪洛渡高拱坝坝肩岩体断续节理的特点,采用模型的试验研究方法,根据断裂力学理论模拟了含断续节理岩体抗剪强度的相似性,研究了坝肩岩体的破坏过程,破坏形态和破坏机理。     

节理岩体的有限元分析

本文由节理和岩块体变形迭加的方法推导出节理岩体的应力—应变关系式,并分析了各种节理和岩块体破坏的组合形式及其变形状态,因而能较准确地反映节理岩体的破坏机理。     

基于长期强度的节理岩体洞室蠕变特性研究

为了进一步探究节理岩体蠕变特性,摆脱传统意义上从宏观弹塑或粘弹塑本构的角度分析岩体流变特性的方法,将细观单元视为弹脆性的本构关系,采用考虑岩石长期强度的岩石破裂过程分析系统,通过对不同工况下的节理岩体洞室数值模拟,得到了节理间距和节理夹角对围岩蠕变特性及其破坏特征的影响规律。结果表明：节理岩体洞室围岩的蠕变量随着节理面间距的增大而减小;当节理面的水平夹角小于45°时,节理岩体洞室围岩蠕变量随着节理面夹角的增大而增大,但当节理面倾角大于45°时,蠕变量反而随着节理面倾角的增大而减小,当节理面倾角等于45°时,围岩出现大量破坏,并表现出加速蠕变的特征。     

单轴加载下节理围岩的能量演化机制及破坏准则

基于单轴加载试验和岩石能量原理,研究了含孔洞交叉节理试样在变形破坏过程中的能量演化机制和破坏准则.结果表明,试样的能量演化特征属于典型的损伤渐进破坏模式.试样的峰值点总能量、弹性能和破坏时输入的总能量均随着交叉节理半夹角的增加整体呈先减小后增大的趋势,在半夹角为45°时最小,而耗散能随着半夹角的增加呈增大趋势.孔洞和交...     

节理分布对岩体破坏影响的数值模拟研究

为研究含断续节理岩体的宏观破坏过程和特征，采用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统，分析了断续节理岩体中裂纹的产生、扩展机理与过程．结果表明，当节理倾角从30°，45°到60°时，岩体强度从小到大增加，并且破坏前期的声发射现象增强、变形增大；随着节理密度的增大，裂纹的产生从互不影响到相互抑制，裂纹扩展长度减小；中间节理受压剪作用很快与相邻节理贯通导致节理岩体破坏．据此，明确界定断续节理产生贯通破坏的范围就是围岩破裂区．     

节理构造岩体直剪破坏机理剖析与单点法合理性研究

本文揭示了节理岩体直剪破坏阶段的微观机理及宏观规律，剖析了机理和规律内在的形成原因与有机联系，其中，各不同局部的“剪位移速率和剪切面两侧之间的相对位移速率”演化过程的微观差异与相互制约规律的发现与剖析，为节理岩体C、φ峰值直剪单点法的合理性，在国内外首次从理论上解决了节理岩体直剪峰值单点法的可行性问题。     

断续节理岩体弹性断裂理论研究

针对节理裂隙断续切割且稀疏分布的工程岩体,进行了系统的弹性断裂分析理论研究.首先,基于能量等效原则,推导了裂隙岩体材料在压剪和拉剪作用下的各向异性本构方程.其次,同时计及远场应力及裂隙面上的压力和剪切力,给出了压剪作用下裂隙尖端区域的应力场和应力强度因子,并考虑材料单元的有限性对应力强度因子进行修正.最后,基于最大周向拉应力准则,推导了裂隙岩体单元的压剪断裂判据.     

双向应力作用下X型断续节理岩体的强度特性研究

本文基于石膏模型试验的结论,借助断裂力学理论,着重讨论了含 X型断续节理岩体的压剪断裂强度特性及破坏机理。结合有限元数值模拟计算,分析研究了节理方位、围压大小对这类岩体强度的影响。     

岩体节理参数的统计分析及应用

本文首先介绍了节理参数的统计方法，然后举例说明其在某工程中的应用。     

混凝土破坏的断裂与损伤耦合分析

目的 应用断裂力学与损伤力学耦合分析方法分析混凝土破坏的问题．方法 以三点弯曲混凝土梁为例，应用断裂力学与损伤力学耦合分析方法从理论上确定初始损伤区与断裂区，然后用损伤力学的方法、数值模拟混凝土梁的破坏过程．结果 确定了三点弯曲混凝土梁的损伤区和断裂区尺寸，应用西多霍夫损伤模型和断裂力学的耦合分析方法数值模拟了混凝土三点弯曲梁的破坏过程，发现裂纹是带着损伤区向前扩展的．结论 笔者提出的方法是合理的便于工程应用的模拟混凝土裂纹扩展过程的方法。     

贯通型锯齿状节理岩体的剪切力学行为

为探究一阶起伏角和法向应力对贯通型锯齿状节理岩体剪切强度及变形的影响规律,在不同法向应力作用下对含不同一阶起伏角的锯齿节理试样进行室内直剪试验,建立一个贯通型锯齿状节理岩体剪切强度估算公式并进行验证。结果表明：相同法向应力作用下,根据其形态特征的不同,剪切应力-位移曲线分为滑动型曲线、滑动-峰值型曲线和峰值型曲线3类,滑动型曲线和滑动-峰值型曲线可分为非线性缓慢上升阶段、线性陡升阶段“、上凸形”缓慢上升阶段、近似平直阶段和平直阶段,峰值型曲线可分为非线性缓慢上升阶段、线性陡升阶段、“微凸型”上升阶段、脆性跌落阶段和波动缓降阶段;根据起伏角的不同,锯齿节理岩体的破坏模式可概化为滑移破坏、爬坡破坏和爬坡啃断破坏,每种破坏模式下节理损伤演化过程均可分为3个阶段,即滑移破坏模式可分为压密阶段、克服摩擦阶段和滑移阶段,爬坡破坏模式可分为压密阶段、爬坡滑移阶段和塑性流动阶段,爬坡啃断破坏模式可分为压密爬坡阶段、爬坡啃断阶段和啃断滑移阶段;含不同一阶起伏角的锯齿节理岩体剪切强度均随法向应力和起伏角的增加而增大,其计算表达式仍然遵循M-C准则。     

节理岩体裂隙扩展及能量耗散规律研究

在工程扰动作用下,岩体内部出现的节理、断层等弱结构面严重影响工程的安全稳定,研究此类岩体的破坏规律对于保证工程顺利施工具有重要的理论价值。文章开展了不同工况下单节理砂岩试样围压卸压的数值模拟试验,研究相同轴压、不同围压条件下卸单面围压的裂隙扩展规律,并建立了含节理隧道复杂三维力学模型,分析能量耗散规律。结果表明：试样在相同低围压、轴压作用卸荷后,30°～60°之间裂隙发育程度较高,破坏形式大致呈y形,且围压越大,试样破坏越小,超过围压一定范围,破坏更严重;相同低围压、轴压作用下试样差值耗散能与差值塑性区体积均随着节理倾角的增大呈现先增大后减小的规律,曲线近似成倒U形;隧道开挖过程中差值耗散能、差值塑性区体积变化规律与数值模拟规律较为吻合。     

工程控制理论在规则断裂中的应用

从裂纹技术的需要出发，根据工程控制理论和断裂力学的基本原理，对控制规则断裂过程做了初步的理论分析，建立了数学模型和基本分析模型，讨论了规则断裂过程的稳定性，并用能量法建立裂纹扩展的稳定性判据。     

分形理论在工程材料疲劳,断裂性能研究中的应用

分析了分形理论及其在工程材料疲劳、断裂性能研究中的应用情况，对研究工作的现状及存在的问题进行了较为详细的介绍。在此基础上分析了产生这些问题的主要原因，对分形在某些材料如混凝土及纤维混凝土研究中应采取的研究方法进行了预测分析，提出对于在Ｊ积分守恒性不明确的情况下，应该尝试建立ＣＯＤ与分维值Ｄ的关系替代Ｊ积分与Ｄ的关系，依此建立帕里斯公式的分形表达式。