考虑节理岩体强度各向异性的最危险滑动面搜索
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
和岩体工 程 的失稳 破 坏 。所 以 ， 往 以均 匀 、 续 、 以 连 各
ｒ ： —＿ 一 ｎ ｔ ＋ Ｔ ｃ ｓｏ ｓ ｘｙ ｏ２ ￣ ｉ２ ＋ ２ｏ ｒ ２
Ｌ） （ ｚ ２
满 足 Ｍｏｒ ｏｌｍ ｈ —Ｃ ｕｏ ｂ破 坏 准 则 的 抗 剪 强 度 为 ： ｒ ＝ｃ 。一 （） ３ （） ４
考 虑 节理 岩体 强 度各 向异 性 的最 危 险滑 动 面搜 索
陈 健 云 ， 书 立 ， 静 ， 运 伟 范 李 涂
（ 大连 理 工 大 学 土木 水利 学 院 ， 宁 大 连 １ ６ ２ ） 辽 １０ ３
摘 要 ： 对 实 际岩 体 中节理 裂 隙 的分 布 特 征 ，为 了找 准 岩 体 破 坏 性 滑 动 面 的 位 置 ， 考 虑 节 理 岩 体 强 度 各 向 针 在 异 性 的 基 础 上 ， 出 了重 力 坝 坝基 滑 动 面 自动搜 索 算 法 ， 基 于 Ａ Ａ Ｕ 提 并 Ｂ Ｑ Ｓ和 Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ 平 台 ， Ｏ Ｔ Ａ 开发 了针 对 有 限 元 分 析 结 果 的 重 力 坝 坝 基 滑 动 面 自动 搜 索 程 序 。该 程 序 由有 限 元 结 果 导 入 、 滑动 面搜 索 ２个 模 块 组 成 。 采 用
第４ ２卷 第 １ １百度文库
２０ １ １ 年 ６ 月
人 民 长 江
Ｙａ ｇ ｚ Ｒｉｅ ｎ ｔｅ ｖ ｒ
Ｖｏ． １ ４２ ． ＮＯ． １ Ｉ
Ｊ ｅ， ｕｎ
２ １ ０１
文 章编 号 ：０ １ ４ ７ （ ０ １ １ ０ ８ ０ １ ０ — １ ９ ２ １ ） １— ０ ３— ４
基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 资助 项 目（ ０ １ ０ ９ ５ ９ ８ ４ ） 国 ９ ９ ５ ０ ，０ ７ ０ ３ 作者简介 ： 陈健 云 ， ， 授 ， 士 师 导 师 ， 要 从 事 结构 分 析 和 试 验 技 术 研 究 。Ｅ—ｍ ｉ：ｅ ０ ＠ ｄｕ． ｄ ． ｎ 男 教 博 主 ａｌｅ ｒ ０ １ ｌｔｅ ｕ ｃ ｄ
ｒ — ｏ 半 ＋ — Ｃ２一 ｎ １ — 十 ＯＯ ｒ ｉｔ ｌ 。 — Ｓｔ ｙ ２ Ｚ— Ｚ ） ｓ ￣（ ｌ
：
。
带等 ） 成 的复合 结 构体 。 由 于岩 体结 构 在其 整 个 地 组 质 历史 形成 过 程 中 曾遭 受 过 各 种 复 杂 地 质 构 造 的 作 用 ， 内部存 在 构造 运 动 产生 的行迹 —— 尺 度不 同 的 其 结 构面 ， 从而 使岩 体力 学 性 质呈 现 出 非 常 复杂 的不 连续 性 、 非均匀 性 和强烈 的各 向异性 ， 些 结构 面 这 在 相 当大 的程 度上 影响 和控制 着岩 体 的力学 变形特 性
函 数 ， 个 空 间 截 面 上 的 抗 剪 能 力 并 不 相 同 ， 服 面 不 各 屈
向异性 ， 更符合 实 际岩体 地质情 况 。
仅 与空 间截 面上剪 应力 值 有 关 ， 且 还 与该 截 面 的法 而
向 Ｏ有 关 ， ｔ 因此 剪 切 屈 服 面 不 一 定 与 最 大 剪 应 力 面 重
行 性 和 可用 性 。
关
键
词： 节理 岩体 ；各 向 异 性 ；滑 动 面搜 索 ；抗 滑 稳 定
文 献 标 志 码 ：Ａ
中图 法 分 类 号 ：Ｔ ４ Ｖ５
岩 体结构 稳定 性分 析是 岩体工 程领 域 的重要课 题 之一， 主要 的分 析方 法 有极 限平 衡 法 ¨ 、 限分 析 法 、 极 有限元 强度 折 减 法 ， 限 元 滑 面 搜 索 法 ， 步 折 有 逐 减土体 抗 剪 强 度 法 和 应 用 数 学 规 划 法 。岩 体 是
人 民 长 江
的截 面 即为此时所要 求 的滑动方 向 。 整个滑动 面 由一 系 列 的搜 索 线段 组成 ， 线段 的长
该 算 法 ， 坝基 基 岩 中含 有 不 同 节理 裂 隙分 布 特 征 的 重 力 坝 在 地 震 动 荷 载 作 用 下 的 深 层 滑 动 面进 行 了 实例 对 验 证 。结 果 显 示 ， 该搜 索 方 法得 到 的 滑动 面 同 有 限 元 法得 到 的 屈 服 区 相 吻 合 ， 实 了该 滑动 面搜 索程 序 的 可 证
由 岩 石 材 料 和 各 种 宏 观 地 质 结 构 面 （ 理 、 层 、 碎 节 断 破
及 ｒ 在 法 线倾 角 为 的斜 面 上 ， 应力 和剪 应 力 由 。 正 公 式 （ ）和 （ ）来计 算 。 两 个 公 式 可 以看 做 是 以 １ ２ 这
为 参数 的方 程 。
１ 基 于 岩 体 强 度 空 问 分 布 特 征 的 滑 动 面 搜 索
平 面 有 限元 模 型 中任 一 单 元 中 心 点 应 力 为 ， ｏ ｒ
收 稿 日期 ：０ ０—０ ２１ ９—１ ５
合 。 以联合 公 式 （ ）和公 式 （ ） 可求 出屈服 函数取 所 ３ ４ ， 得 最小值 Ｆ （ 。 仃， ）时对 应 的参 数 Ｏ 而法 线 倾 角为 ／ ，
向同性 假设 为基础 的各种 分 析方法 并不 能正 确合 理地 评 价岩 体工程 的安 全 稳 定性 。鉴 于此 ， 文在 考 虑 岩 本 体强度 空间 分布特 征 的基 础 上 ， 发 了一种 新 型 的滑 开 动面 自动搜 索程序 ， 程 序 考 虑 了节 理 岩 体 强度 的各 该
在各 向异 性材料 中 ， 和 ｃ 为空 间截面法 向 Ｏ的 － 厂 值 ／
相 应地 ， Ｍｏｒ Ｃ ｕｏ ｂ屈 服 函数 为 设 ｈ — ｏｌｍ
Ｆ（ｒ ｉ ） ｆ， ： ｒ一 。 式 中 ， 为 应 力 张 量 为 法 线 倾 角 为 Ｏ的 斜 截 面 上 的 ｔ 摩 擦 系 数 ； 为 截 面 上 的 黏 聚 力 ； ｃ ｏ 、 分 别 为 截 面 上 ｒ ｒ 的正应 力和 剪应力 值 。
ｒ ： —＿ 一 ｎ ｔ ＋ Ｔ ｃ ｓｏ ｓ ｘｙ ｏ２ ￣ ｉ２ ＋ ２ｏ ｒ ２
Ｌ） （ ｚ ２
满 足 Ｍｏｒ ｏｌｍ ｈ —Ｃ ｕｏ ｂ破 坏 准 则 的 抗 剪 强 度 为 ： ｒ ＝ｃ 。一 （） ３ （） ４
考 虑 节理 岩体 强 度各 向异 性 的最 危 险滑 动 面搜 索
陈 健 云 ， 书 立 ， 静 ， 运 伟 范 李 涂
（ 大连 理 工 大 学 土木 水利 学 院 ， 宁 大 连 １ ６ ２ ） 辽 １０ ３
摘 要 ： 对 实 际岩 体 中节理 裂 隙 的分 布 特 征 ，为 了找 准 岩 体 破 坏 性 滑 动 面 的 位 置 ， 考 虑 节 理 岩 体 强 度 各 向 针 在 异 性 的 基 础 上 ， 出 了重 力 坝 坝基 滑 动 面 自动搜 索 算 法 ， 基 于 Ａ Ａ Ｕ 提 并 Ｂ Ｑ Ｓ和 Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ 平 台 ， Ｏ Ｔ Ａ 开发 了针 对 有 限 元 分 析 结 果 的 重 力 坝 坝 基 滑 动 面 自动 搜 索 程 序 。该 程 序 由有 限 元 结 果 导 入 、 滑动 面搜 索 ２个 模 块 组 成 。 采 用
第４ ２卷 第 １ １百度文库
２０ １ １ 年 ６ 月
人 民 长 江
Ｙａ ｇ ｚ Ｒｉｅ ｎ ｔｅ ｖ ｒ
Ｖｏ． １ ４２ ． ＮＯ． １ Ｉ
Ｊ ｅ， ｕｎ
２ １ ０１
文 章编 号 ：０ １ ４ ７ （ ０ １ １ ０ ８ ０ １ ０ — １ ９ ２ １ ） １— ０ ３— ４
基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 资助 项 目（ ０ １ ０ ９ ５ ９ ８ ４ ） 国 ９ ９ ５ ０ ，０ ７ ０ ３ 作者简介 ： 陈健 云 ， ， 授 ， 士 师 导 师 ， 要 从 事 结构 分 析 和 试 验 技 术 研 究 。Ｅ—ｍ ｉ：ｅ ０ ＠ ｄｕ． ｄ ． ｎ 男 教 博 主 ａｌｅ ｒ ０ １ ｌｔｅ ｕ ｃ ｄ
ｒ — ｏ 半 ＋ — Ｃ２一 ｎ １ — 十 ＯＯ ｒ ｉｔ ｌ 。 — Ｓｔ ｙ ２ Ｚ— Ｚ ） ｓ ￣（ ｌ
：
。
带等 ） 成 的复合 结 构体 。 由 于岩 体结 构 在其 整 个 地 组 质 历史 形成 过 程 中 曾遭 受 过 各 种 复 杂 地 质 构 造 的 作 用 ， 内部存 在 构造 运 动 产生 的行迹 —— 尺 度不 同 的 其 结 构面 ， 从而 使岩 体力 学 性 质呈 现 出 非 常 复杂 的不 连续 性 、 非均匀 性 和强烈 的各 向异性 ， 些 结构 面 这 在 相 当大 的程 度上 影响 和控制 着岩 体 的力学 变形特 性
函 数 ， 个 空 间 截 面 上 的 抗 剪 能 力 并 不 相 同 ， 服 面 不 各 屈
向异性 ， 更符合 实 际岩体 地质情 况 。
仅 与空 间截 面上剪 应力 值 有 关 ， 且 还 与该 截 面 的法 而
向 Ｏ有 关 ， ｔ 因此 剪 切 屈 服 面 不 一 定 与 最 大 剪 应 力 面 重
行 性 和 可用 性 。
关
键
词： 节理 岩体 ；各 向 异 性 ；滑 动 面搜 索 ；抗 滑 稳 定
文 献 标 志 码 ：Ａ
中图 法 分 类 号 ：Ｔ ４ Ｖ５
岩 体结构 稳定 性分 析是 岩体工 程领 域 的重要课 题 之一， 主要 的分 析方 法 有极 限平 衡 法 ¨ 、 限分 析 法 、 极 有限元 强度 折 减 法 ， 限 元 滑 面 搜 索 法 ， 步 折 有 逐 减土体 抗 剪 强 度 法 和 应 用 数 学 规 划 法 。岩 体 是
人 民 长 江
的截 面 即为此时所要 求 的滑动方 向 。 整个滑动 面 由一 系 列 的搜 索 线段 组成 ， 线段 的长
该 算 法 ， 坝基 基 岩 中含 有 不 同 节理 裂 隙分 布 特 征 的 重 力 坝 在 地 震 动 荷 载 作 用 下 的 深 层 滑 动 面进 行 了 实例 对 验 证 。结 果 显 示 ， 该搜 索 方 法得 到 的 滑动 面 同 有 限 元 法得 到 的 屈 服 区 相 吻 合 ， 实 了该 滑动 面搜 索程 序 的 可 证
由 岩 石 材 料 和 各 种 宏 观 地 质 结 构 面 （ 理 、 层 、 碎 节 断 破
及 ｒ 在 法 线倾 角 为 的斜 面 上 ， 应力 和剪 应 力 由 。 正 公 式 （ ）和 （ ）来计 算 。 两 个 公 式 可 以看 做 是 以 １ ２ 这
为 参数 的方 程 。
１ 基 于 岩 体 强 度 空 问 分 布 特 征 的 滑 动 面 搜 索
平 面 有 限元 模 型 中任 一 单 元 中 心 点 应 力 为 ， ｏ ｒ
收 稿 日期 ：０ ０—０ ２１ ９—１ ５
合 。 以联合 公 式 （ ）和公 式 （ ） 可求 出屈服 函数取 所 ３ ４ ， 得 最小值 Ｆ （ 。 仃， ）时对 应 的参 数 Ｏ 而法 线 倾 角为 ／ ，
向同性 假设 为基础 的各种 分 析方法 并不 能正 确合 理地 评 价岩 体工程 的安 全 稳 定性 。鉴 于此 ， 文在 考 虑 岩 本 体强度 空间 分布特 征 的基 础 上 ， 发 了一种 新 型 的滑 开 动面 自动搜 索程序 ， 程 序 考 虑 了节 理 岩 体 强度 的各 该
在各 向异 性材料 中 ， 和 ｃ 为空 间截面法 向 Ｏ的 － 厂 值 ／
相 应地 ， Ｍｏｒ Ｃ ｕｏ ｂ屈 服 函数 为 设 ｈ — ｏｌｍ
Ｆ（ｒ ｉ ） ｆ， ： ｒ一 。 式 中 ， 为 应 力 张 量 为 法 线 倾 角 为 Ｏ的 斜 截 面 上 的 ｔ 摩 擦 系 数 ； 为 截 面 上 的 黏 聚 力 ； ｃ ｏ 、 分 别 为 截 面 上 ｒ ｒ 的正应 力和 剪应力 值 。