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裂隙水压力对岩体强度的影响 裂隙水压力对岩体强度的影响 第21卷第1期2000年3月 文章编号:1000 7598 (2000) 01 0064 04 岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics Vol. 21No. 1 Mar. 2000 裂隙水压力对岩体强度的影响 朱珍德, 胡 定 (四川大学水利工程系, 成都 610065) 摘要:运用断裂力学理论定量地分析了裂隙长度、方向、间距对岩石强度的影响, 详细推导了含裂隙水压力岩体的初始开裂强度公式。通过有关试验结果证实, 所建立的公式具有较高的可靠性, 可用于暴雨入渗边坡和实际工程岩体稳定性评价。关 键 词:断裂力学, 水, 裂隙, 初裂强度中图分类号:TU 457 文献标识码:A 作者简介:朱珍德, 男, 35岁, 副教授, 在读博士后, 现主要从事岩土力学的研究工作。 The effect of in testitia l water pressure on rock mass strength Zhu Zhende, Hu Ding (Department of Hydraulic Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065) Abstract This paper applied the theory of fracture mechanics to quantitatively analyse the influence of the length, directi on and internal of cracks on the rock strength. And the formulae for the initial rupture strength of the rock mass under hydraulic pressures are also derivated in detail. The result has verified that the formulae proposed in this paper is highly reliable in the assessment of the stabili ty of engineering rockmass and rock slope with water inbiltrated due to torrential rain. Key Words fracture mechanics, water, fissure, initial rupture strength 岩石遇水强度降低一直是困扰地下工程围岩稳定性的一大难题。Chugh [1]、康红普[2]等针对沉积岩的抗压强度作了大量的试验, 得出了水对岩石强度的弱化程度取决于岩石的物理性质、初始状态、含水率、容重以及应力状态等因素, 但没有考虑岩体本身结构对其强度的影响。众所周知, 任何岩体内部均存在着大量的缺陷(微观的或宏观的裂隙) , 正因为这些缺陷的存在, 使岩体的性质(如抗压、抗拉、抗剪强度及弹性模量) 表现出各向异性。关于裂隙对岩石强度的影响, 目前国内外已在这方面作了一定的工作, 如赵平劳等针对层状岩体的抗压强度作了大量的实验研究, 得出了十分有意义的结论。范景伟等[3]对含定向闭合断续节理岩体的强度特性也作了较详细的研究, 并从理论上推导出含节理岩体强度公式。王桂尧等从实验结果得出岩体软弱结构面的长度和方位对岩体强度的重要影响。作者拟在前人的基础上, 运用断裂力学理论, 就裂隙水压力对岩体抗压强度的影响问题作进一步的探索。 图1 单裂隙受力图 Fig. 1 The force bearing state of sing le fracture 的外力作用, 1, 3分别为主应力单元体的最大与最小主应力, 板内与最大主应力夹角为 的任一平面C D 裂隙所受的正应力 和剪应力 分别为: 1+ 3 1- 3 22 1- 3 sin2 =2 = (1) (2) 当裂隙内存在渗透压力p =! H 时, 由于假定岩块本身不导水, 则作用在岩块上的分布力包括裂隙面内 2 强度公式的推导 由岩石力学理论知, 一 无限大 板受如图1 收稿日期:1999 03 15 *校青年科学基金资助项目(413010104) . 第1期 朱珍德等:裂隙水压力对岩体强度的影响 外层传递的有效应力 ! ij 和渗透压力p , 计算岩块变形时用总