基于 DDARF 的节理岩体破坏和锚固效应.pdf

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1、第３３卷第４期土木工程与管理学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．４２０１６年７月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＪｕｌｙ２０１６基于ＤＤＡＲＦ的节理岩体破坏和锚固效应１１２３２郑春梅，王明斌，雍敏，蔚立元，张磊（１．鲁东大学土木工程学院，山东烟台２６４０２５；２．山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南２５００６１；３．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州２２１１１６）摘要：采用ＤＤＡＲＦ方法模拟双裂隙试件在单轴和双轴压缩条件下的裂纹扩展过程，研究裂隙间距、裂隙角度、裂隙错距和侧向应力对岩块特性的影响，研究表明，试块的峰

2、值强度随着裂隙间距和裂隙错距增加均呈现“Ｗ”型变化，随着角度增加呈现“Ｖ”型变化，并且随侧向压力的增加，峰值强度和起裂应力均比单轴压缩时提高。对单节理锚固试件进行单轴压缩模拟试验，得到了４种不同锚固角度试块的裂隙扩展规律，研究发现，锚固角度并不是越大越好，存在一个最优锚固角度。对某水电站坝址高边坡进行稳定性分析，加锚后坡脚虽然萌生新裂隙，但是加锚后裂隙扩展的规模和范围受到限制，裂隙并没有扩展到坡体内，无法与深部裂缝贯通，也就不能形成滑动面，从而提高边坡的稳定性并减小边坡的变形。数值模拟结果与相似材料模型试验结果吻合，表明ＤＤＡＲＦ方法能有效地模拟岩体裂隙扩展过程以及锚杆锚

3、固作用。关键词：ＤＤＡＲＦ；节理岩体；裂纹扩展；锚固效应；水电站边坡中图分类号：ＴＵ４５２文献标识码：Ａ文章编号：２０９５-０９８５（２０１６）０４-００３５-０６FailureandAnchoringMechanismofJointedRockMassUsingDDARF１１２３２ZHENChun-mei，WANGMin-bin，YONGMin，YULi-yuan，ZHANGLei（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４０２５，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎ

4、ｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＧｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＤｅｅｐＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＵｓｉｎｇＤＤＡＲＦｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｏｕｂｌｅ-ｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌａｎｄｂｉａｘ

5、ｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｓｐａｃｅ，ｆｒａｃｔｕｒｅａｎｇｌｅ，ｆｒａｃｔｕｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｌａｔｅｒａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｒｏｃｋｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｐｅａｋｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｓｈｏｗｓ“Ｗ”ｔｙｐｅｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｓｐａｃｅａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｓｔａｎｃｅ，ｉｔｐｒｅｓｅｎｔｓ“Ｖ”ｔｙｐｅｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｅａｎｇｌｅ．Ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒ

6、ｅａｓｅｏｆｌａｔｅｒａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｐｅａｋｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｉｍｐｒｏｖｅｔｈａｎｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｂｙｔｈｅｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｏｆｓｉｎｇｌｅｊｏｉｎｔａｎｃｈｏｒｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎ，ｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｆｏｒｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｃｈｏｒａｎｇｌｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｔ＇ｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｔｏｃｈｏｏｓｅａｎｏｐｔｉｍａｌａｎｃｈｏｒａｎｇｌｅｓ．Ｔｈ

7、ｅｈｉｇｈｓｌｏｐｅ’ｓｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｆｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｎｅｗｃｒａｃｋｓｉｎｉｔｉａｔｅａｔｔｈｅｆｏｏｔｏｆｓｌｏｐｅ，ｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｓｌｉｍｉｔｅｄｉｎｓｉｚｅａｎｄｓｃｏｐｅ．Ｉｔｃａｎｎｏｔｆｏｒｍｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ，ｂｅｃａｕｓｅｃｒａｃｋｄｏｅｓｎｏｔｅｘｔｅｎｄｔｏｉｎｔｅｒｓｅｃｔｗｉｔｈｔｈｅｄｅｅｐｆｒａｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅ．Ｉｔｃａｎｅｎｈａｎｃｅｔｈｅ