岩石三维强度准则的研究-工程力学-清华大学.PDF

第 35 卷第 3 期 Vol.35 No.3 工 程 力 学 2018 年 3 月 Mar. 2018 ENGINEERING MECHANICS 30 文章编号：1000-4750(2018)03-0030-11 岩石三维强度准则的研究 1,2 2 2 2 3 2 黄景琦 ，杜修力 ，马 超 ，赵 密 ，刘晶波 ，金 浏 (1. 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083 ；2. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124 ； 3. 清华大学土木水利学院土木工程系，北京 100084) 摘 要：结合非线性统一强度理论与 Hoek-Brown 强度准则，以 Hoek-Brown 强度准则构建子午面上的强度曲线， 以非线性统一强度理论构建偏平面上的强度曲线，通过应力空间变化方法将子午面上强度曲线与偏平面上强度曲 线进行结合，从而建立一种新的岩石三维强度准则。建立的强度准则在子午面上为非线性，考虑岩石材料的静水 压力效应；在偏平面上强度线涵盖了从上限 Drucker-Prager 圆到下限Matsuoka-Nakai 曲线之间的所有区域，可较 好模拟岩石材料的中间主应力效应。强度面光滑、外凸，可用于建立岩石的屈服函数。强度准则共有 3 个材料参 数 m 、 、m ，各参数可通过岩石试验数据确定且具有明确的物理意义。另外，该文提出一种m 的近似求解公式， t c i t 总的参数可退化为 和 m ，与 Hoek-Brown 准则基本参数一致，可由岩石常规三轴压缩试验按 Hoek-Brown 提出 c i 的回归公式确定。与国内外学者已开展的岩石材料三轴试验结果进行对比，建立的强度准则与试验数据吻合良好， 可合理描述岩石材料的非线性强度特性。其次，通过引入地质强度指标 GSI，建立的强度准则可应用于较为完整 的岩体(GSI25)，对于较为破碎岩体(GSI25)需做进一步的研究。 关键词：岩石；岩体；强度准则；非线性统一强度理论；Hoek-Brown 强度准则 中图分类号：TU452 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0216 STUDY ON THREE-DIMENSIONAL STRENGTH CRITERION FOR ROCKS 1,2 2 2 2 3 2 HUANG Jing-qi , DU Xiu-li , MA Chao , ZHAO Mi , LIU Jing-bo , JIN Liu (1. School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. The Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering, Mini