欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:36521776
大小:332.29 KB
页数:5页
时间:2019-05-11
《节理岩体强度的分形统计分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第23卷第21期岩石力学与工程学报23(21):3608~36122004年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.,2004*节理岩体强度的分形统计分析1123高峰钟卫平黎立云谢和平123(中国矿业大学理学院徐州221008)(中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083)(四川大学成都610065)摘要岩体中存在大量节理、裂隙,导致岩体力学性能弱化。基于岩体节理断裂扩展和剪切滑移2种失稳破坏机制,运用分形和统计断裂力学方法探讨了2种破坏方式下节理岩体的统计强度。结果表明,岩体强度与岩
2、体中节理分布的分形维数密切相关,分形维数增大导致岩体强度非线性降低。关键词岩石力学,分形,节理,岩体,统计强度分类号TU452文献标识码A文章编号1000-6915(2004)21-3608-05FRACTALANDSTATISTICALANALYSISOFSTRENGTHOFJOINTEDROCKS1123GaoFeng,ZhongWeiping,LiLiyun,XieHeping1(CollegeofSciences,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008China)2(Schoolo
3、fMechanicsandCivilEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083China)3(SichuanUniversity,Chengdu610065China)AbstractLargenumberofjointsexistinrocks.Theirsizesanddirectionsaredistributedinarandomway.Studieshaveshownthatthedistributionofjointscanbequantitatively
4、describedbyusingthefractaldimensions.Basedontworupturemodes,fracturepropagationandshearingslide,thestatisticalstrengthofjointedrocksisderivedwiththehelpofthestatisticalfracturemechanics.Theresultshowsthatthestrengthofjointedrocksstronglydependsonthefractaldimensionofrockjoints
5、.Thesmallincreaseoffractaldimensionwillleadtorapiddecreaseofrockstrength.Keywordsrockmechanics,fractal,joints,rockmasses,statisticalstrength⎡⎛JCS⎞⎤τ=σ⎢tanJRClg⎜⎟+ϕb⎥(1)1引言⎣⎝σ⎠⎦式中:σ为有效法向应力,ϕ为岩体基本摩擦角,b节理是岩体中最主要的缺陷,是岩石在地质演JRC为节理粗糙系数,JCS为节理壁压缩强度。由化过程中形成的面、缝、层等软弱地质界面。节理于式中JRC值的选取具有
6、很大的经验性和随意性,的存在,破坏了岩体的完整性,使岩体力学性能劣因此,τ的值难以准确计算。化,给岩体工程造成了隐患。文[1]定义了JRC值在近年来,文[2,3]引入分形定量描述了节理粗0~20的10种典型节理剖线,提出了预测岩石节理糙性特征,建立了节理的分形理论模型,使节理粗峰值剪切强度τ的公式:糙系数JRC得以定量计算,并对节理力学性质进行2003年11月11日收到初稿,2004年3月8日收到修改稿。*国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412705,2002CB412707)资助课题。作者高峰简介:男,39岁,博士,1985年
7、毕业于复旦大学应用力学系应用力学专业,现任中国矿业大学力学系主任、教授、博士生导师,主要从事岩石损伤与断裂方面的研究工作。E-mail:fgao@cumt.edu.cn。第23卷第21期高峰等.节理岩体强度的分形统计分析•3609·了系统深入的研究,推动了岩体力学的发展。σ1但是,岩体节理大小不一、方向不同、形状各异且岩体中并非只有一条节理,如何表达富含节理的岩体强度成为岩体力学研究的热点。作者对建立2L节理岩体统计强度进行了尝试。σ2σ2θ2岩体节理分布的分形描述天然岩体被杂乱分布节理所切割。要探讨节理σ1岩体强度,首先要对复杂节理分布进行有效描
8、述。分形被引入到岩石力学的研究中已有20多年图1一般压应力状态下的岩体节理Fig.1Jointofrockmassunde
此文档下载收益归作者所有