cha6-2结构面的变形与强度性质_图文.ppt
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1、第二节 结构面的变形与强度性质,1 概述2 结构面的变形性质 一、法向变形性质 二、剪切变形性质 3 结构面的强度性质 一、平直无充填的结构面 二、粗糙起伏无充填的结构面 三、非贯通断续的结构面 四、具有充填物的软弱结构面,第六章 岩体的工程性质及岩体工程分类,1 概 述,在工程荷载(一般小于10MPa)范围内,工程岩体常常是沿软弱结构面失稳破坏。如马尔帕塞坝溃坝、瓦依昂库岸滑坡等。,在工程荷载作用下,结构面及其充填物的变形是岩体变 形的主要组分,控制着工程岩体的变形特性。结构面是岩体渗透水流的主要通道。在工程荷载作用下,结构面的变形又将极大地改变岩体的渗透性、应力分布 及其强度。因此,预测工
2、程荷载作用下岩体渗透性的变 化,必须研究结构面的变形性质及其本构关系。工程荷载作用下,岩体中应力分布受结构面及其力学性 质的影响。,工程实例,2 结构面的变形性质,一、法向变形性质1.法向变形特征 两块试件(含结构面、不含结构面)做变形试验,得变形曲线-,设不含结构面的岩块变形为,含结构面的岩块变形为,则结构面的变形(法向闭合变形)为:,应力-变形关系曲线,开始时随着法向应力增加,结构面闭合变形迅速增长,-及-曲线均呈上凹型。当增到一定值时,-曲线变陡,并与-曲线大致平行。说明结构面已基本上完全闭合,其变形主要是岩块变形贡献的。这时则趋于结构面最大闭合量。初始压缩阶段,含结构面的岩块变形主要是
3、由结构面的闭合造成的。试验表明,当时,可达,说明占了很大一部分。法向应力大约从/3处开始,含结构面的岩块变形由以结构面的闭合为主转为以岩块的弹性变形为主。,应力-变形关系曲线特征,结构面的-曲线大致为以为渐近线的非线性曲线。可用初始法向刚度及最大闭合量来确定,与结构面的类型及壁岩性质无关。结构面的最大闭合量始终小于结构面的张开度()。这是因为结构面是凹凸不平的,两壁面间无论如何也不可能达到100的接触。结构面的初始法向刚度是一个与结构面在地质历史时期的受力历史及初始应力()有关的量,其定义为-曲线原点处的切线斜率,即:,应力-变形关系曲线特征,2.法向变形本构方程,(1)Goodman 方程,
4、较适用于具有一定滑错位移的非嵌合性结构面。,2)Bardis方程,较适合于未经滑错位移的嵌合结构面(如层面)的法向变形特征。,3)孙广忠方程,法向刚度(normal stiffness)是指在法向应力作用下,结构面产生单位法向变形所需要的应力,在数值上等于-曲线上一点的切线斜率。,确定方法,试验法,3.法向刚度及其确定方法,室内变形试验,现场变形试验,本构方程和经验估算,(1)现场变形试验中心孔承压板法,(2)经验估算,由Bandis方程估算,Bandis经验方程求Kni,Vm,壁岩强度JCS,JRC的估算,几种结构面的抗剪参数表,岩体结构面直剪试验结果表,粗糙结构面,呈脆性变形型平直结构面,
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