裂隙巖體損傷局部化分析

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1、http://qks.cqu.edu.cn第３４卷第１期土木建筑與環(huán)境工程Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１２０１２年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｅｂ．２０１２裂隙巖體損傷局部化分析楊海清１，周小平１，許茂林２，劉暢３（１．重慶大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶４０００４５；２．重慶江津區(qū)濱江新城開發(fā)建設(shè)有限公司，重慶４０２２６０；３．重慶市渝中區(qū)國土資源分局，重慶４０００１３）摘要：裂隙巖體損傷局部化與裂隙擴展?fàn)顟B(tài)密切相關(guān)，裂隙擴展到一定長度后裂隙的擴展?fàn)顟B(tài)發(fā)生分叉，一部分裂隙繼續(xù)擴展，另一部分裂隙停止擴展。裂隙巖體損傷

2、局部化是由裂隙擴展?fàn)顟B(tài)分叉產(chǎn)生的，損傷局部化起始位置也取決于裂隙擴展?fàn)顟B(tài)。通過對多裂隙擴展?fàn)顟B(tài)的分叉分析，得到了含矩形分布裂隙巖體損傷局部化彎折裂紋臨界擴展長度及臨界應(yīng)力。根據(jù)系數(shù)矩陣的特征值與特征向量，確定了裂隙巖體損傷局部化的位置，而且考慮了裂隙之間的相互作用。最后，通過算例分析得到了裂隙巖體損傷局部化臨界應(yīng)力與裂隙列間距、行間距、圍壓和原生裂隙傾角的關(guān)系。關(guān)鍵詞：裂隙巖體；損傷局部化；起始條件；裂紋擴展；裂紋相互作用中圖分類號：ＴＵ４５２文獻標(biāo)志碼：Ａ文章編號：１６７４４７６４（２０１２）０１００５４０６犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犇犪犿犪犵犲犔狅犮犪犾犻狕犪狋犻狅狀犻狀犆狉

3、犪犮犽犠犲犪犽犲狀犲犱犚狅犮犽犕犪狊狊１，犣犎犗犝犡犻犪狅狆犻狀犵１，犡犝犈犕犪狅犾犻狀犵２，犔犐犝犆犺犪狀犵３犢犃犖犌犎犪犻狇犻狀犵（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４５，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２．ＴｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣＯ．Ｌｔｄ．ｏｆＢｉｎｊｉａｎｇｘｉｎｃｈｅｎｇ，Ｊｉａｎｇｊｉｎ４０２２６０，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；３．ＹｕｚｈｏｎｇＢｒａｎｃｈｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＢｕｒｅａｕ，Ｃ

4、ｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｄａｍａｇｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｃｒａｃｋｗｅａｋｅｎｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎ．Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｓｏｃｃｕｒｓｗｈｅｎｔｈｅｃｒａｃｋｓｇｒｏｗｔｏｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔ，ｔｈｅｎｓｏｍｅｃｒａｃｋｓｋｅｅｐｏｎｇｒｏｗｉｎｇｗｈｉｌｅｏｔｈｅｒｃｅａｓｅｄｅｖｏｌｖｉｎｇ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｄａｍａｇｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｃｒａｃｋｗｅａｋｅｎｅｄ

5、ｒｏｃｋｍａｓｓｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎ，ａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｌｏｃａｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎ，ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｌｅｎｇｔｈｏｆｗｉｎｇｃｒａｃｋａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｄａｍａｇｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｃｒａｃｋｗｅａｋｅｎｅｄｒｏｃｋｍａｓｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｏｎｓｅｔ

6、ｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｄａｍａｇｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｅｉｇｅｎｖａｌｕｅａｎｄｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｔｒｉｘ，ａｎｄｃｒａｃｋｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｉｎｔｈｉｓｍｏｄｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｔｅｒｖａｌｂｅｔｗｅｅｎｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｒｏｗｓ，ｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋ，ｃｏｎｆｉｎｉｎｇｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｄａｍａｇｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｄｅｆｉ

7、ｎｅｄｉｎｔｈｅｅｘａｍｐｌｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃｒａｃｋｗｅａｋｅｎｅｄｒｏｃｋｍａｓｓ；ｄａｍａｇｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｏｎｓｅｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈ；ｃｒａｃｋｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ損傷局部化現(xiàn)象是巖體破壞的開始，表現(xiàn)為巖性具有重要的工程應(yīng)用價值。體在經(jīng)歷一定的均勻變形后，突然進入局部化變形目前，損傷局部化的研究方法主要分為３類。階段，它是巖體破壞的前兆。因此，研究裂隙巖體損第１類是基于統(tǒng)計細觀損傷力學(xué)的損傷局部化模傷局部化的起始條件，對于分