岩石非线性统一强度理论及其在岩体工程中的应用

NONLINEAR UNIFIED STRENGTH THEORY OF ROCK AND ITS APPLICATION IN ROCK MASS ENGINEERING

以统一强度理论为基础,研究与岩石破坏子午线相匹配的非线性统一强度理论,取得以下研究成果: (1) 建立了一个适用于岩石的双剪力学模型,这一双剪模型包括两个较大剪切应力以及作用面上的正应力和较小主应力。根据其力学模型可以推出线性统一强度理论。 (2) 根据所建立的双剪力学模型,假设岩石单元体破坏时双剪应力与较小主应力之间为抛物线型关系,提出岩石非线性统一强度理论。岩石非线性统一强度理论中参数b的变化可以反映中间主应力效应。当b=0时,退化为Hoek-Brown强度准则,忽略中间主应力效应;当b=1时,中间主应力效应最大。 (3) 根据所建立的双剪力学模型,提出了广义非线性统一强度理论。广义非线性统一强度理论包括许多强度理论和屈服准则,当b =0时,则为统一屈服准则;当b =1.0,则为线性统一强度理论;当b =0.5时,则为岩石非线性统一强度理论,适应于脆性岩石;当0.5<b<0.8时,适应于软弱岩石。广义非线性统一强度理论中参数b的变化,效应同上述(2)中的效应。 (4) 岩石非线性统一强度理论和广义非线性统一强度理论只适应于s3<sc时的脆性破坏。考虑高静水应力作用下岩石的脆性破坏和塑性破坏特征,根据所建立的双剪模型,考虑其单元体上所有应力和静水应力。