巖土工程中的拉伸強度準則.pdf

1、在巖土體中拉伸強度相對于抗壓和抗剪強度來說非常小，其作用和影響往往被忽視。目前，對于巖土體的拉伸強度雖有一定的研究，且有較多相關巖土體拉伸強度的實驗研究，但是對于拉伸破壞機制及拉剪復合破壞漸進發(fā)展過程的研究較少，在巖土工程中的應用研究也相對較少。通常，處于地表附近的巖土體很多情況下會出現(xiàn)拉破壞，例如滑坡發(fā)生過程中的邊坡后緣的拉裂縫，地面沉陷前周圍的裂縫等都是典型的拉伸破壞。已有研究表明，在具備一定變形空間和應力條件的邊坡工程以及位于淺表

2、的隧洞等巖土工程中，常常會觀察到拉伸裂縫的存在，并且高層建筑物下更易產(chǎn)生拉破壞。因此，在淺埋偏壓隧洞和邊坡等巖土工程中，拉伸強度的作用是不可忽視的，在此有必要開展系統(tǒng)的分析和討論。本文采用物理模型試驗和數(shù)值模擬相結合的方法，研究了拉伸強度在淺埋偏壓隧洞和邊坡的穩(wěn)定性分析中的影響，揭示了邊坡與隧洞兩種最具典型特征的巖土體工程中的拉伸破壞機制。具體的研究工作內(nèi)容如下：
　?。?）采用物理模型試驗和數(shù)值模擬分析偏壓隧洞的穩(wěn)定性和破壞特征

3、。由于試驗條件的限制，采用偏壓荷載下含孔洞類巖樣的破壞特征來分析隧洞穩(wěn)定性。通過數(shù)值模擬和物理模型試驗，分析偏壓作用下隧洞模型的裂紋擴展、貫通及最終的破壞狀態(tài)。并通過數(shù)值模擬軟件RFPA對比分析了模型試樣的拉剪破壞和剪切破壞，探討拉伸破壞對偏壓荷載作用下隧洞模型的影響。試驗結果顯示，偏壓會影響隧洞的破壞特征，試樣破壞過程中遠場裂紋會受到偏壓力的“牽引”。而拉伸強度對于試樣荷載位移曲線變化的影響并不顯著，但對峰值荷載有一定影響，也對試樣的

4、破壞模式有較大影響，考慮拉伸破壞才可以更加真實合理地反映試樣的破壞區(qū)域與破壞特點。
　　（2）結合 RFPA軟件數(shù)值模擬所得的各區(qū)域單元的應力變化規(guī)律和物理試驗中隧洞模型的裂紋擴展貫通特征，分析隧洞模型張拉裂縫的形成原因和拉伸強度的作用機理。主要對各偏壓加載下具有代表性的截面的單元應力變化特征進行了分析。根據(jù)單元點應力分析可知，拉伸破壞發(fā)生在試樣整體破壞之前，促進了應力的轉(zhuǎn)移和偏壓區(qū)壓剪應力的積累。隧洞的整體破壞是拉伸和剪切漸進作