第7章岩体本构关系与强度理论..ppt

第7章 岩体本构关系与强度理论7.5 岩体破坏机制及破坏判据 一、岩体破坏机制 二、张破坏判据 三、剪破坏判据 四、沿结构面滑动的判据 五、结构体转动破坏判据 六、倾倒破坏判据 七、溃屈破坏判据 八、弯折破坏判据 * 六、 倾倒破坏判据 处于斜坡浅表层的反倾向板裂结构或板裂化岩体常会出现倾倒变形而导致破坏现象。 倾倒变形破坏的两个过程： ① 在自重作用下板裂体产生弯折； ② 折断点联贯成面，上覆岩体在重力作用下产生滑动或溃屈，最后导致斜坡破坏（图7-24）。 图7-24 斜坡岩体倾倒破坏过程 1）板裂体弯折折断，其破坏判据为：在自重和传递力作用下产生的倾复力矩MT大于内部摩擦力产生的抵抗力矩Mr，即： 取图7-25中的A点力矩可以写出 如果岩体内水平应力分布已知时，便可利用上式求得折断深度l。 图7-25倾倒变形力学模型 （7-102） 倾倒破坏必须满足两个条件，即： 2）倾倒体失稳破坏条件，其破坏有两种可能，即滑动和溃屈破坏，此处仅就滑动破坏讨论如下，溃屈破坏见下部分内容。 板裂岩体折断后，板裂体折断面以上岩体沿折断面滑动（7-24b）的条件为下滑力S大于抗滑力T ，即 如果S T 时，则不发生滑动破坏。但应注意，还可能产生溃屈破坏（7-24c）。 七、 溃屈破坏判据 这是板裂介质岩体工程和自然斜坡中经常出现的一种破坏机制。如图7-26 所示，其破坏条件与板裂体变形的弹性曲线形态密切相关。最常见的一种弹性曲线为： 其破坏判据为： 图7-26 倾倒溃屈失稳力学模型 式（7-105）对地基工程、地下洞室工程、边坡工程岩体都有效。如当时,相当于水平岩层板裂介质岩体抗力体抵抗水平载荷的情况，此时： 当 时,相当于直立边坡和地下洞室边墙， 此时其极限抗力为： (7-106) (7-107) 式中：E为板裂体弹性模量；I 为板裂体截面矩；q 为单位长度板裂体的重量；l为分析段板裂体长度； 为板裂体倾角， 为板裂体破碎特征系数，它与板裂体内节理发育程度有关。如板裂体为完整的，则 =1。 八、 弯折破坏判据 破坏机制与梁相同，其力学模型如图7-27所示，其破坏判据为： 式中：[ ]为材料抗拉强度； 为梁板内拉应力，即： 式中：M 为梁板截面内弯矩；y为中性轴距梁表面距离；I为梁板截面对中性轴的惯性矩，对矩形截面为： 式中：b为板裂体宽度；h为板裂体厚度。 图7-27 弯折破坏力学模型 a.固定梁；b.悬臂梁 (7-108) (7-109) *