卸荷裂隙巖體變分問題及內(nèi)時理論的研究應(yīng)用.pdf

1、裂隙巖體是巖體工程最普遍的施工對象之一。由于工程施工的擾動，巖體原有的平衡狀態(tài)被打破，由此引起巖體內(nèi)的應(yīng)力重分布，促使巖體中內(nèi)在裂紋（裂隙）不斷累積和發(fā)展，進而產(chǎn)生宏觀的時效斷裂，導(dǎo)致巖體發(fā)生破壞失穩(wěn)。在實際工程中邊坡穩(wěn)定計算、變形等多數(shù)考慮的是加載理論，往往巖體卸荷裂隙是影響邊坡巖體穩(wěn)定性的重要因素。
　　 本文首先揭示了裂隙巖體在卸荷狀態(tài)下裂隙巖體本構(gòu)關(guān)系的各個階段的力學(xué)機理，運用半反推法建立了卸荷巖體分別在小變形和大變形初

2、值問題的以σij、ui(f)或σij、εij為二類變量變分原理。
　　 在建立變分原理的基礎(chǔ)上以引入拉氏乘子的方法將變分約束條件加入到能量泛函中從而導(dǎo)出廣義變分原理，因此分別建立卸荷裂隙巖體在小變形和大變形以σij、uif或σij、εij為變量的廣義變分原理能量泛函。
　　 根據(jù)Vananis提出的內(nèi)時本構(gòu)基礎(chǔ)理論是依賴于材料的性質(zhì)和變形歷史，是用來描述整個變形和溫度的歷史功能的歷史依賴性的力學(xué)響應(yīng)。裂隙巖體是非線性材料

3、，建立卸荷裂隙巖體在初級階段的內(nèi)時本構(gòu)關(guān)系，并將理論值與實驗值測得的應(yīng)力應(yīng)變進行比較，驗證了內(nèi)時變分理論在卸荷裂隙巖體初級階段應(yīng)用的正確性。
　　 結(jié)合以井岡山某工程為例，該工程在開挖過程中有地裂縫出現(xiàn)，首先對該實際工程中巖體出現(xiàn)的裂縫進行勘察。根據(jù)高密度電法原理查明了地裂縫的延伸范圍、發(fā)育深度及裂面傾斜方向等要素并分析其形成原因，為實際工程提出相關(guān)建議和措施。
　　 運用分析軟件ABAQUS一方面對井岡山某工程開挖后的

4、下部邊坡在考慮不同工況（天然狀態(tài)下、降雨后、地震作用、新建建筑物建成后等）下建立計算模型，輸入場地材料參數(shù)，進行邊坡穩(wěn)定性計算分析，計算出不同工況下的穩(wěn)定系數(shù)，評價了該場地的穩(wěn)定性。
　　 結(jié)合卸荷理論考慮井岡山某工程上部邊坡開挖即卸荷過程對下部邊坡的影響，選擇開挖過程中含地裂縫的穩(wěn)定性等綜合因素較差的邊坡作為原型，建立相應(yīng)的ABAQUS計算模型，模擬開挖過程的卸荷情況，考查分析在開挖過程中地裂縫的應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律及與卸荷裂隙