柱狀節(jié)理巖體荷載分布解與各向異性巖石力學(xué)抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則研究.pdf

1、由于巖體中廣泛發(fā)育復(fù)雜不連續(xù)結(jié)構(gòu)面，故巖石力學(xué)行為較一般均質(zhì)、連續(xù)、各向同性材料的力學(xué)行為復(fù)雜，表現(xiàn)為各向異性、不連續(xù)和非均質(zhì)等。柱狀節(jié)理巖體作為一類特殊的結(jié)構(gòu)性巖體，其各向異性效應(yīng)顯著。本文以白鶴灘水電站工程中實(shí)際存在的工程問題為背景，探討柱狀節(jié)理各向異性產(chǎn)生的機(jī)理和柱狀節(jié)理加載過程中節(jié)理面破壞規(guī)律。 (1)簡述了柱狀節(jié)理地質(zhì)成因，認(rèn)為白鶴灘壩址區(qū)柱狀節(jié)理的地質(zhì)成因是冷卻收縮說，并以此為基礎(chǔ)，建立了本文柱狀節(jié)理的六棱柱力學(xué)模型

2、。基于界面元理論，建立六棱柱力學(xué)模型廣義變分條件下的能量變分方程。根據(jù)模型的的幾何信息，邊界條件和加荷模式等，求解得到模型各向異性荷載分布的基本表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，討論了分布解在不同外載條件下的分布特性。結(jié)合工程實(shí)際，分析得到三類高徑比下柱狀節(jié)理的分布解特性。 (2)分析微結(jié)構(gòu)張量組合加載主軸作為一個(gè)參數(shù)改進(jìn)的M-C理論中各個(gè)參數(shù)對歸一化強(qiáng)度的影響。將該理論與Jaeger抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則結(jié)合，推導(dǎo)了廣義條件下的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則。將模型簡

3、化為雙節(jié)理模型，得到雙節(jié)理模型的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則，應(yīng)用起伏角理論修正得到六棱柱模型的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則。將改進(jìn)后的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則與經(jīng)典的M-C抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則和Jaeger抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行比較分析，得出了微結(jié)構(gòu)張量影響系數(shù)同外載荷之間的關(guān)系，并進(jìn)行參數(shù)敏感性分析。 (3)在FLAC中建立白鶴灘工程三維數(shù)值模型，將本文改進(jìn)的基于微結(jié)構(gòu)張量理論的改進(jìn)的巖石力學(xué)抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則應(yīng)用到分析中。比較分析了模型中柱狀節(jié)理層采用各向同性彈塑性材料與各向異性彈塑性