柱狀節(jié)理巖體荷載分布解與各向異性巖石力學抗剪強度準則研究.pdf

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

2、?；诮缑嬖碚?，建立六棱柱力學模型廣義變分條件下的能量變分方程。根據模型的的幾何信息，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式。在此基礎上，討論了分布解在不同外載條件下的分布特性。結合工程實際，分析得到三類高徑比下柱狀節(jié)理的分布解特性。 (2)分析微結構張量組合加載主軸作為一個參數(shù)改進的M-C理論中各個參數(shù)對歸一化強度的影響。將該理論與Jaeger抗剪強度準則結合，推導了廣義條件下的抗剪強度準則。將模型簡

3、化為雙節(jié)理模型，得到雙節(jié)理模型的抗剪強度準則，應用起伏角理論修正得到六棱柱模型的抗剪強度準則。將改進后的抗剪強度準則與經典的M-C抗剪強度準則和Jaeger抗剪強度準則進行比較分析，得出了微結構張量影響系數(shù)同外載荷之間的關系，并進行參數(shù)敏感性分析。 (3)在FLAC中建立白鶴灘工程三維數(shù)值模型，將本文改進的基于微結構張量理論的改進的巖石力學抗剪強度準則應用到分析中。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