对岩土体屈服强度准则的探讨(Ⅰ)——理论与模型

对岩土体常用的单剪屈服强度准则、双剪屈服强度准则和三剪屈服强度准则进行了系统的论述,通过对单剪、双剪和三剪屈服强度准则进行转化,指出岩土的屈服强度准则一般可表达为τ8=g(θσ)f(σm)的函数形式,阐明了单剪、双剪和三剪屈服强度准则的差异主要表现在g(θσ)函数的不同,并进一步解释了中间主应力σ2对岩土类材料屈服强度的影响.

基于双屈服条件准则的横观各向同性本构模型研究及其数值模拟

为研究层状岩体的力学特性,提出基于双屈服条件强度准则的本构模型。基于双屈服条件强度准则,联合横观各向同性的广义虎克定律刚度矩阵建立考虑横观各向同性的本构模型,并结合岩石单轴压缩试验数据,通过最小二乘法拟合该模型的参数;实现该模型的单轴压缩试验数值模拟,并通过室内单轴压缩试验结果对数值模拟结果进行验证,分析模型的可靠性。研究结果表明:本文提出的本构模型在层状岩体的力学分析方面具有适用性,为层状岩体力学特性研究及层状岩质边坡的稳定性分析奠定了基础。

考虑轴向力和渗透力时圆形隧道广义Hoek-Brown解

为了研究渗透水压力和轴向应力共同作用时隧道围岩的应力和位移变化趋势,将圆形隧道简化为轴对称模型,假定渗透场以渗透体积力作用在原应力场,以围岩开挖断面为假定平面,引入垂直于该平面的轴向应力。基于广义Hoek-Brown强度准则和非关联流动法则,推导出考虑轴向应力和渗透场共同作用时弹-脆-塑性围岩的应力和位移非线性解,采用数值算例分析了轴向应力和渗透力共同作用时隧道围岩塑性区应力场和位移场的分布规律。计算结果表明:与无渗透水压力作用下的模型相比,渗透力作用使得围岩塑性区各点位移增大,并且内外水头差越大,位移增大越明显。当轴向应力为中主应力时,围岩塑性区半径和塑性区各点应力增大,轴向应力为大主应力和小主应力时,围岩塑性区半径和塑性区应力变化较小。因此,渗透力的存在不利于隧道围岩的稳定性,并且轴向应力的大小对于富水地区隧道围岩的应力和位移分布具有较大影响。在施工设计时考虑渗透力以及轴向应力的共同影响对于保证隧道围岩稳定性具有重要意义。

New double yield surface model for coarse granular materials incorporating nonlinear unified failure criterion

A new double-yield-sarface （DYS） model was developed to characterize the strength and deformation behaviors of coarse granular materials （CGMs）. Two kinds of deformation mechanisms, including the shear and compressive plastic deformation, were taken into account in this model, These two deformation mechanisms were described by the shear and compressive yield functions, respectively. The Lode angle dependent formulations of proposed model were deduced by incorporating a 3D nonlinear unified failure criterion. Some comparisons were presented between the numerical predictions of proposed model and test data of true triaxial tests on the modeled rockfills. The model predictions are in good agreement with the test data and capture the strain hardening and plastic volumetric dilation of CGMs. These findings verify the reasonability of current DYS model, and indicate that this model is well suited to reproduce the stress-strain-volume change behavior of CGMs in general.

地震扰动作用下条带煤柱动力稳定性评价

为研究条带开采工程在外部扰动力作用下条带煤柱的稳定性,结合峰峰矿区条带开采经验和万年矿建筑物下压煤实际情况,综合分析后,确定庄宴村下压煤的条带开采方案,并在此基础上建立FLAC3D数值模型,采用动力时程分析方法分析了地震波对条带开采岩体稳定性影响,根据带抗拉摩尔库伦本构关系,利用强度屈服准则来判断条带煤柱单元稳定性,得出条带煤柱各单元安全系数,结果表明,条带煤柱在地震作用下稳定性降低,因此开采设计过程中必须考虑动载荷的影响。