基于改進(jìn)的遍布節(jié)理模型層狀巖質(zhì)深基坑穩(wěn)定性分析.pdf

1、自然界中具有層狀結(jié)構(gòu)的沉積巖約占陸地面積的2/3，而我國占到了77.3％，由于分布廣泛，在工程建設(shè)中將遇到大量的層狀巖體穩(wěn)定性問題。由于具有獨特的層狀結(jié)構(gòu)，不僅變形和強度表現(xiàn)出明顯的各向異性特征，巖體的破壞機理及方式也明顯不同于其它均質(zhì)巖體。本文以貴陽市星云家電城片區(qū)舊城及棚戶區(qū)改造項目塊地二大型深基坑為工程依托，通過巖體力學(xué)參數(shù)試驗對層狀巖體的各向異性特征進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上改進(jìn)FLAC3D自帶的遍布節(jié)理模型，并通過標(biāo)準(zhǔn)巖樣數(shù)值試驗與

2、室內(nèi)試驗結(jié)果的比較，驗證改進(jìn)遍布節(jié)理模型的正確性及合理性，最后將該模型應(yīng)用到深基坑工程中，對基坑開挖完成后四個側(cè)壁的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下：
　?。?）通過室內(nèi)單軸壓縮試驗，將不同傾角的層狀巖體制成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行單軸壓縮，得到巖石試件的彈性模量、單軸抗壓強度和殘余強度值，分析了它們隨層面傾角β的變化規(guī)律以及層狀巖體的變形、強度各向異性特征；采用巴西劈裂法對兩種不同厚度的巖石試件進(jìn)行了抗拉強度試驗，得到了巖石的抗拉強度值；通過巖

3、石和層面的直剪試驗，得到了巖石和層面的抗剪強度參數(shù)。
　?。?）由于FLAC3D自帶的遍布節(jié)理模型沒有考慮巖體彈性參數(shù)在層面兩個方向上的不同，根據(jù)局部坐標(biāo)系中層狀巖體的彈性本構(gòu)關(guān)系，通過應(yīng)力坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，建立了整體坐標(biāo)系下可以反映橫觀各向同性特征的改進(jìn)模型。根據(jù)層狀巖體的力學(xué)行為和變形破壞機制，將巖體的破壞形式分為巖塊剪切、拉裂破壞和層面滑移、張拉破壞，并推導(dǎo)了各種破壞模式下的判別準(zhǔn)則及應(yīng)力修正方法。
　?。?）基于FLAC3D

4、軟件提供的二次開發(fā)平臺，將改進(jìn)的遍布節(jié)理模型用VC++6.0程序語言進(jìn)行二次開發(fā)，形成動態(tài)鏈接庫文件Reubiquitous.dll嵌入到FLAC3D主程序中，待調(diào)用計算。將標(biāo)準(zhǔn)巖石試件采用改進(jìn)的遍布節(jié)理模型進(jìn)行單軸壓縮數(shù)值試驗?zāi)M，并與室內(nèi)試驗及FLAC3D自帶的遍布節(jié)理模型數(shù)值試驗結(jié)果進(jìn)行比較，驗證了該模型的正確性、合理性及優(yōu)越性。同時，將模型應(yīng)用于不同巖層產(chǎn)狀的理想巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價中，得出了潛在滑動面分布，穩(wěn)定性系數(shù)隨傾向、傾角

5、的變化規(guī)律。
　?。?）將改進(jìn)的遍布節(jié)理模型應(yīng)用到深基坑工程中，建立了能反映地形地貌、巖土體分布特征及開挖方式的三維數(shù)值分析模型；通過開挖完成后基坑各側(cè)壁應(yīng)力、位移及破壞區(qū)的分布特征，分析了基坑各側(cè)邊坡的穩(wěn)定性；通過基坑開挖所產(chǎn)生的順向坡、切向坡及逆向坡在變形量、破壞區(qū)分布等方面的比較，說明巖層的傾向和傾角對巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性起到了控制作用。
　　本文所研究的內(nèi)容及取得的成果對研究層狀巖體具有重要意義，深基坑工程穩(wěn)定性分析結(jié)果