岩石力学 碎块岩体的破坏

1、第四节第四节 碎块岩体的破坏碎块岩体的破坏 被结构面切割的岩体，视为岩块的被结构面切割的岩体，视为岩块的集合体。变形明显变大，且是永久变形。集合体。变形明显变大，且是永久变形。裂隙岩体的破坏类型可分三种：裂隙岩体的破坏类型可分三种：沿节理破坏沿节理破坏（常见）岩体实体部分破坏岩体实体部分破坏（少数）岩块与节理面同时破坏岩块与节理面同时破坏（较常见）一、沿节理面产生破坏一、沿节理面产生破坏 1、破坏类型破坏类型（分三类）齿状剪切齿状剪切，个别块体发生转动个别块体发生转动剪切剪切，一列内转动一列内转动的块体有的块体有2 2块块岩块砌叠列排岩块砌叠列排列，扭结在一起而整转动，列，扭结在一起而整转动，

2、一列内转动的块体大于一列内转动的块体大于2 2块块2 2、L-AL-A方程（方程（LadanyiLadanyi和和ArchambaultArchambault）（1）设）设（2）由平衡条件及功能原理，得峰值抗剪强度节理破坏面为规则齿状（图节理破坏面为规则齿状（图4-244-24） 外力作用下，齿面产生相对水平位移和外力作用下，齿面产生相对水平位移和 垂直位移增量（扩容）垂直位移增量（扩容） 齿受力后，若荷载过大，部分齿剪坏齿受力后，若荷载过大，部分齿剪坏y（4-61）-剪断齿端的面积与剪切面积之比；剪断齿端的面积与剪切面积之比；saAAas -峰值抗剪强度时的扩容比；峰值抗剪强度时的扩容比；v

3、RS-岩块的抗剪强度岩块的抗剪强度；-节理面的内摩擦角。节理面的内摩擦角。tan)1 (1)tan)(1 (,VaSavasRssp锯齿状剪坏面模型锯齿状剪坏面模型扩容与应力的关系扩容与应力的关系齿根剪齿根剪断部分断部分齿根全部剪断，齿根全部剪断，扩容为扩容为0扩容扩容扩容扩容最大最大（3 3）退化讨论）退化讨论当当a as s=0(=0(被剪断的面积为零被剪断的面积为零) )，式得代入614,tgiV适用于低正应力状态，适用于低正应力状态， 为滑升角为滑升角 i)tan(ip当当a as s=1=1和和V V=0(=0(齿根全部剪断，扩容为齿根全部剪断，扩容为0)0)，抗，抗剪强度为剪强度为

4、 rjPCtanjCr-岩石残余内摩擦角。-节理面抗剪强度；适用于高正应力适用于高正应力TT-推动力，等于岩石的单向抗压强度uq佩顿双线性强度准则佩顿双线性强度准则rjPCtan)tan(ipT节理峰值抗剪强度线节理峰值抗剪强度线节理峰值节理峰值抗剪强度抗剪强度岩石包岩石包络线络线（4 4）峰值抗剪强度的经验参数）峰值抗剪强度的经验参数当T（齿没有全部剪切时），Adany 建议：1)1 (1KTsa（4-64）ivKTtan)1 (2(4-65)21)1 (1uuRqnnnqS(4-66)n岩石的抗压强度与抗拉强度之比)52(5tan)2(231rnKinrK(467)在剪切破坏带或扭坏带内，

5、即当每转动岩块的块数25时，则从试验得到 Adany公式中的参数 ：rn1K2K破坏类型剪坏面剪坏带纽坏带0 231.5456rn1K2Kitanitan)32(3二、岩块节理破坏二、岩块节理破坏 、岩块剪切破坏面岩块剪切破坏面mnmn，图图 4.27 4.27岩块节理模型的剪切破坏岩块节理模型的剪切破坏求：块体沿mnmn和MlMl发生破坏所需要的最小推力及该类岩体的扩容条件。设岩块抗剪强度设岩块抗剪强度 ，设设mnmn方向位移方向位移1 1单位，单位，则水平位移则水平位移：垂直位移垂直位移： 合剪力：合剪力：合正应力：合正应力：水平推力：水平推力：H H内、外力作功相等：内、外力作功相等： 代入以上结果，并代入以上结果，并iusinivcosiamncosiacosvbliavbuHvcos0didHabaHv 2得得iiacosmnHavb1iu位移位移 方向方向单元受力图1.块体沿mn发生破坏所需要的最小推力H 式中：节理的摩擦系数因为块体朝需要推力最小最小的方向位移， 3.3.该类岩体的扩容条