断续节理岩体破坏过程的数值方法及工程应用(李树忱,李术才著)PPT模板
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岩体力学在边坡工程中的应用PPT教学课件
⑤岩石分条上铅垂侧水平力不计
⑥边坡简化为如图8-12应力状态
第24页/共31页
3、K值计算
K L c tan Ni
L --滑移面的T总i 弧长
Ni，Ti---岩条单元滑动面上的正应力和剪应力
4、存在裂隙水压力时
计算 K值公式中的Ni，Ti变成 Ni/和T/
其中：T/ --岩条单元重量引起的剪应力和
渗透力之和。
N
/ i
Ni
li
li和 --岩条单元滑动面长度和静水压力。
第25页/共31页
第26页/共31页
六、岩块流动的力学分析
高应力下的脆性破坏，通过应力分析和 强度条件判定期稳定状态。
发生脆性破坏的条件：P P
24R 3Rc
t
七、边坡岩层曲折分析
要点 当边坡坡面有顺向的岩层分布，而
且岩层厚度不大时，如果沿着岩层有垂直节 理切割，也就是使岩层成为长细柱体结构沿 着坡面分布，在沿坡面倾向的重力分量作用 下，导致岩层弯曲破坏。
W cos
W cos tan
图8-8 平面剪切破坏
第10页/共31页
（1）滑动体的体积： W rH 2 sini 2 sin i sin
（2）滑移面AB上
总粘结力：C
H
s in
致滑力：W sin 总摩擦力：W cos tan
（3）稳定系数： K
CH
s in
W cos tg
W s in
符合库仑方程
第13页/共31页
U动-面水浮上压力产力生在的滑
V上-张的性水断压裂力面
W cos
W
V cos
V sin W sin
第14页/共31页
《岩体边坡破坏理论》课件
崩塌影响：对周边环境、交通、建 筑物等造成破坏
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
崩塌原因：地质构造、岩体强度、 水文地质等因素
崩塌防治：加强监测、预警，采取 工程措施，如锚固、支护等
倾倒
倾倒类型：岩体边 坡破坏的一种类型， 表现为岩体从支撑 面上滑落或倾倒
原因：岩体强度 不足、支撑面不 稳定、外部荷载 过大等
岩体边坡破坏类型
滑坡
滑坡是指岩体边坡在重力作用下，沿某一滑动面发生整体或局部滑动的现象。
滑坡的类型包括：土质滑坡、岩质滑坡、复合滑坡等。
滑坡的发生原因包括：地质构造、水文地质条件、人为因素等。
滑坡的危害包括：破坏建筑物、道路、桥梁等基础设施，造成人员伤亡和财产损失。
崩塌
崩塌类型：岩体边坡破坏的一种形 式，表现为岩体突然断裂、坠落
弯曲破坏的预防措施包括加强岩体稳定性、 减少外力作用等
压缩破坏
压缩破坏是 指岩体在受 到外力作用 下，发生压 缩变形，导 致破坏的现 象。
压缩破坏的 机理主要包 括应力集中、 裂纹扩展和 塑性变形等。
应力集中是 指在岩体中， 由于应力分 布不均匀， 导致局部应 力过大，从 而引发破坏。
裂纹扩展是 指在岩体中， 由于应力作 用，导致裂 纹产生和扩 展，最终导 致破坏。
影响因素：岩体 性质、地质条件、 环境因素等
预防措施：加强 岩体稳定性、改 善支撑面条件、 减轻外部荷载等
错落
岩体边坡破坏类型： 错落是指岩体边坡 在受到外力作用下， 岩体发生断裂、滑 移、崩塌等破坏现 象。
原因：错落是由于 岩体结构不均匀、 应力分布不均、岩 体强度不足等原因 引起的。
影响因素：岩体结 构、应力分布、岩 体强度、外力作用 等。
岩体断裂损伤力学PPT演示课件
12 — 压剪系数 13 — 压扭系数
K c — 压缩状态下的剪切断裂 韧性 K c — 压缩状态下的扭剪断裂 韧性
20
§3.岩石断裂试验：
目的是测定岩石断裂韧度
一.室内实验
（一）圆形试件，拉伸试验 在圆形中部由人工预测一个环行裂纹，然后将试件拉伸，
并测量断裂韧度，测得
K
net
s 0 scr — 预测s的大小
18
式中
a11
1
16
1
cos
k
cos
a12
1
16
sin 2 cos
k
1
a22
1
16
k
11
cos
1
cos
3cos1
a33
1
4
3 4v
(平面应变）
k 3 v 1 v （平面应力）
①裂纹的初始扩展方向是切向正应力 的最大值方向
②沿着这个方向的应力强度因子达到临界值时裂纹将开始扩展
在平面应力情况下, 裂纹尖端的应力分布的极坐标表达式为:
r
1
1
22r 2
K
3
cos
cos
2
K 3cos
1sin
2
1
1
22r 2
r — 单位面积的表面能 4
在封闭系统中整个系统位能改变量
E2
E1
Wc
Ws
We
a 2
4ar E
2
04地质构造断裂构造PPT课件
20
NJUT
二、断层类型
1、按断层两盘相对运动分类 正断层：上盘下降、下盘上升的断层； 一般为陡倾角断面，多由重力作用和 水平张力作用而形成。断层面参差交错， 倾角较陡，一般为45 °～90°
断层线可延长几百公里，两盘相对位移距离可由几厘米 至几十米。 断层破碎带较宽，断层角砾。
21
NJUT
二、断层类型
（1）断层降低了地基岩体的强度及稳定性。断层破碎带 力学强度低，压缩性增大，会发生较大沉陷，易造成建筑物 断裂或倾斜。断裂面是极不稳定的滑移面，对岩质边坡稳定 及桥墩稳定常有重要影响。
（2）断裂构造带不仅使岩体破碎，而且断层上、下盘的 岩性也可能不同，如果在此处进行建筑工程、有可能产生不 均匀沉降。
1、按断层两盘相对运动分类 逆断层：上盘上升、下盘下降的断层； 进一步细分为： 1）低角度逆断层：倾角<45° 2）高角度逆断层：倾角>45° 3）逆冲断层：位移量较大的低角度逆断层（倾角<30°） 4）推覆构造：大型逆冲断层，此时，伴有飞来峰和构造窗。
22
NJUT
二、断层类型
飞来峰：原地系统中见外来系统 的残留岩块，上下为断层接触关系， 断层线呈圈闭形态。
状细微平行刻痕。组成断层擦痕的擦沟或擦槽往往一端宽且深，另一端
窄而浅并逐渐消失，根据它的延长方向及擦槽形状，可以判别断层两盘
相对运动的方向。手摸断层擦痕，有光滑感的方向代表断层另一盘滑动
的方向。
24
NJUT
二、断层类型
1、按断层两盘相对运动分类 平移断层：两盘岩块沿断层走向作相对 水平运动的断层 （也称走滑断层）。
断层三角面
35
断层崖
NJUT
四、断层存在的标志
断续节理试样剪切破坏行为的数值模拟
的关系 。 当 受 到 剪 切 荷 载 时 ，岩 体 中 节 理 等 不 连 续 面 对 岩 体 的 失 稳 破
坏起决定性作用。胡 波 等 [9]对 共 面 节理的剪切力学性质进行研
究 ，识别了不同剪切破坏阶段。刘 顺 桂 等 [1]运 用 PFC2D 拟合了
2.1 节 理 布 置
如 图 1 所 示 ，A 组 试 样 的 3 条 节 理 沿 剪 切 面 横 向 布 置 ，3 条
通过校核力学参数，确 定 颗 粒立完整试样的粘结模型，如 图 2a )所 示 。数值模拟得到的宏观
力学参数与试验得到的相近，由 此 确 定 的 细 观 参 数 值 是 合 理 的 。
在完整模型的基础上,通 过 弱 化 颗 粒 粘 结 参 数 和 改 变 接 触 模 式 ，
节 理 的 中 点 均 位 于 * 轴 上 ，位 置 保 持 不 变 ，中间一条节理中点与
试 样 中 心 重 合 ，相邻节理中点水平方向相距40 mm。B 组试样的 y 3 条 节 理 竖 向 布 置 ，节 理 中 点 位 于 轴 上 ，位 置 保 持 不 变 ，中间
一 条 节 理 中 点 与 试 样 中 心 重 合 ，相 邻 节 理 中 点 竖 向 间 距 为
摘 要 :分 别 沿 平 行 和 垂 直 于 剪 切 方 向 布 置 3 条相同倾角的节理，运 用 颗 粒 流 软 件 ，通过校核宏观力学参数确定颗粒粘结模型的
细 观 参 数 值 ，然 后 通 过 弱 化 粘 结 参 数 建 立 节 理 模 型 。在 直 剪 荷 载 下 ，分 析 不 同 节 理 倾 角 时 的 破 裂 特 征 。
*
150 mm
S
# !=24 mm
〇X
B 150 mm
a )横向布置
坏起决定性作用。胡 波 等 [9]对 共 面 节理的剪切力学性质进行研
究 ，识别了不同剪切破坏阶段。刘 顺 桂 等 [1]运 用 PFC2D 拟合了
2.1 节 理 布 置
如 图 1 所 示 ，A 组 试 样 的 3 条 节 理 沿 剪 切 面 横 向 布 置 ，3 条
通过校核力学参数，确 定 颗 粒立完整试样的粘结模型，如 图 2a )所 示 。数值模拟得到的宏观
力学参数与试验得到的相近，由 此 确 定 的 细 观 参 数 值 是 合 理 的 。
在完整模型的基础上,通 过 弱 化 颗 粒 粘 结 参 数 和 改 变 接 触 模 式 ，
节 理 的 中 点 均 位 于 * 轴 上 ，位 置 保 持 不 变 ，中间一条节理中点与
试 样 中 心 重 合 ，相邻节理中点水平方向相距40 mm。B 组试样的 y 3 条 节 理 竖 向 布 置 ，节 理 中 点 位 于 轴 上 ，位 置 保 持 不 变 ，中间
一 条 节 理 中 点 与 试 样 中 心 重 合 ，相 邻 节 理 中 点 竖 向 间 距 为
摘 要 :分 别 沿 平 行 和 垂 直 于 剪 切 方 向 布 置 3 条相同倾角的节理，运 用 颗 粒 流 软 件 ，通过校核宏观力学参数确定颗粒粘结模型的
细 观 参 数 值 ，然 后 通 过 弱 化 粘 结 参 数 建 立 节 理 模 型 。在 直 剪 荷 载 下 ，分 析 不 同 节 理 倾 角 时 的 破 裂 特 征 。
*
150 mm
S
# !=24 mm
〇X
B 150 mm
a )横向布置
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断续节理岩体破坏过程的数值方法及工 程应用(李树忱，李术才著)
演讲人
202X-11-11
01
序
序
02
前言
前言
03
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1引言 1.2数值流形方法和无网格方法 研究现状 1.3节理岩体实验研究概述 1.4存在的问题及拟采用的解决 方法
04
第二章 基于加权残数法的数值流形方法
13
第十一章 节理岩体裂隙扩展的数值模拟
第十一章 节理岩体裂隙扩展 的数值模拟
11.1引言 11.2裂纹扩展分析基础 11.3节理岩体裂隙扩展的数值模 拟 11.4本章小结
14
第十二章 工程应用
第十二章 工程应 用
12.1海底隧道围岩稳定损伤分析 12.2龙滩巨型地下洞室群施工过 程优化
15
9.1引言
9.2含初始损伤试件的制 备与力学参数的测定
9.3三维裂隙岩体损伤破 裂过程实验研究
9.4类岩石材料实验曲线 的几何损伤描述
9.5本章小结
12
第十章 弹塑性损伤本构方程及其应用
第十章 弹塑性损伤本构方程 及其应用
10.1引言 10.2考虑能量耗散的弹塑性损伤 本构方程 10.3考虑能量耗散的损伤演化方 程 10.4工程实例分析 10.5本章小结
8.1引言
8.6本章 小结
01 06
05
8.5水压致裂的单裂 纹节理岩体试件压缩 的CT实验
8.2实验设备
02 03
04
8.3含单 裂纹节理 岩体试件 压缩的CT 实验
8.4含有压水单裂纹 节理岩体试件压缩的
CT实验
11
第九章 三维裂隙岩体损伤破裂过程的室内实验研究
第九章 三维裂隙岩体损伤 破裂过程的室内实验研究
第二章 基于加权 残数法的数值流形 方法
1 2.1引言
2 2.2数值流 形方
2.3基于加
3 权残数法 的数值流 形方法
2.4势问题
4 的数值流 形方法5 2源自5数值算 例6 2.6本章小 结
05
第三章 扩展的数值流形方法
第三章 扩展的 数值流形方法
1 3.1引言
3.2数值流
2 形方法的 基函数与 试函数
3 3.3单位分 解法
3.4扩展的
4 数值流形 方法
5 3.5数值算 例
6 3.6本章小 结
06
第四章 基于单位分解法的无网格流形方法
法第 的四 无章 网 格基 流于 形单 方位 法分
解
01
4.1引言
04
4.4无网格 流形方法的
求解方程
02
4.2无网格 覆盖的几何
描述
05
4.5不连续 的处理
渗第 流七 的章 无 网节 格理 法岩
体
0 1
7.1引言
0 4
7.4边界条件 的处理
0 2
7.2控制方程
0 5
7.5耦合法形 函数的推导
0 3
7.3时间离散 化
0 6
7.6数值算例
第七章 节理岩体渗流的无网 格法
7.7本章小结
10
第八章 节理岩体裂隙扩展的CT实验
第八章 节理岩体 裂隙扩展的CT实验
第六章 动态断裂 力学的无网格流形 方法
6.1引言
6.6数值算
01
例
06
6.2弹性动 力学的基 02 本 方 程
05
6.5时间
积分方案
04
6.4边界条 件的处理
6.3弹性
03
动力学的 无网格流
形方法
第六章 动态断裂力学的无网格流形方法
一．6.7本章小结
09
第七章 节理岩体渗流的无网格法
参考文献
参考文献
2
0
2
0
感谢聆听
03
4.3试函数 的建立
06
4.6数值算 例
第四章 基于单位分解法的无 网格流形方法
4.7本章小结
07
第五章 扩展的无网格流形方法
第五章 扩展的无 网格流形方法
5.1引言 5.2扩展的无网格流形方法试函数的 建立 5.3扩展的无网格流形方法 5.4数值算例 5.5本章小结
08
第六章 动态断裂力学的无网格流形方法
演讲人
202X-11-11
01
序
序
02
前言
前言
03
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1引言 1.2数值流形方法和无网格方法 研究现状 1.3节理岩体实验研究概述 1.4存在的问题及拟采用的解决 方法
04
第二章 基于加权残数法的数值流形方法
13
第十一章 节理岩体裂隙扩展的数值模拟
第十一章 节理岩体裂隙扩展 的数值模拟
11.1引言 11.2裂纹扩展分析基础 11.3节理岩体裂隙扩展的数值模 拟 11.4本章小结
14
第十二章 工程应用
第十二章 工程应 用
12.1海底隧道围岩稳定损伤分析 12.2龙滩巨型地下洞室群施工过 程优化
15
9.1引言
9.2含初始损伤试件的制 备与力学参数的测定
9.3三维裂隙岩体损伤破 裂过程实验研究
9.4类岩石材料实验曲线 的几何损伤描述
9.5本章小结
12
第十章 弹塑性损伤本构方程及其应用
第十章 弹塑性损伤本构方程 及其应用
10.1引言 10.2考虑能量耗散的弹塑性损伤 本构方程 10.3考虑能量耗散的损伤演化方 程 10.4工程实例分析 10.5本章小结
8.1引言
8.6本章 小结
01 06
05
8.5水压致裂的单裂 纹节理岩体试件压缩 的CT实验
8.2实验设备
02 03
04
8.3含单 裂纹节理 岩体试件 压缩的CT 实验
8.4含有压水单裂纹 节理岩体试件压缩的
CT实验
11
第九章 三维裂隙岩体损伤破裂过程的室内实验研究
第九章 三维裂隙岩体损伤 破裂过程的室内实验研究
第二章 基于加权 残数法的数值流形 方法
1 2.1引言
2 2.2数值流 形方
2.3基于加
3 权残数法 的数值流 形方法
2.4势问题
4 的数值流 形方法5 2源自5数值算 例6 2.6本章小 结
05
第三章 扩展的数值流形方法
第三章 扩展的 数值流形方法
1 3.1引言
3.2数值流
2 形方法的 基函数与 试函数
3 3.3单位分 解法
3.4扩展的
4 数值流形 方法
5 3.5数值算 例
6 3.6本章小 结
06
第四章 基于单位分解法的无网格流形方法
法第 的四 无章 网 格基 流于 形单 方位 法分
解
01
4.1引言
04
4.4无网格 流形方法的
求解方程
02
4.2无网格 覆盖的几何
描述
05
4.5不连续 的处理
渗第 流七 的章 无 网节 格理 法岩
体
0 1
7.1引言
0 4
7.4边界条件 的处理
0 2
7.2控制方程
0 5
7.5耦合法形 函数的推导
0 3
7.3时间离散 化
0 6
7.6数值算例
第七章 节理岩体渗流的无网 格法
7.7本章小结
10
第八章 节理岩体裂隙扩展的CT实验
第八章 节理岩体 裂隙扩展的CT实验
第六章 动态断裂 力学的无网格流形 方法
6.1引言
6.6数值算
01
例
06
6.2弹性动 力学的基 02 本 方 程
05
6.5时间
积分方案
04
6.4边界条 件的处理
6.3弹性
03
动力学的 无网格流
形方法
第六章 动态断裂力学的无网格流形方法
一．6.7本章小结
09
第七章 节理岩体渗流的无网格法
参考文献
参考文献
2
0
2
0
感谢聆听
03
4.3试函数 的建立
06
4.6数值算 例
第四章 基于单位分解法的无 网格流形方法
4.7本章小结
07
第五章 扩展的无网格流形方法
第五章 扩展的无 网格流形方法
5.1引言 5.2扩展的无网格流形方法试函数的 建立 5.3扩展的无网格流形方法 5.4数值算例 5.5本章小结
08
第六章 动态断裂力学的无网格流形方法