《二节结构面的变形特精选ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二节结构面的变形特精选ppt课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节第二节 构造面的变形特性构造面的变形特性 一、节理的法向变形一、节理的法向变形一节理弹性变形齿状接触一节理弹性变形齿状接触式中式中:d-为块体的边长为块体的边长; n-为接触面的个数为接触面的个数; -为每个接触面的面积为每个接触面的面积; -为泊松比；为泊松比；E-为弹性模量。为弹性模量。法向切向 按弹性力学按弹性力学BoussinesqBoussinesq公式公式计算齿状节理接计算齿状节理接触面弹性变形引触面弹性变形引起的闭合变形起的闭合变形二二节理的理的闭合合变形形 齿状接触，开状接触，开场是是齿顶的的紧缩压碎碎闭合。下面引合。下面引见GoodmanGoodman方法：方法：张开节
2、理无抗拉强度构造面在压应力下存在极限闭合量且e节理的厚度1 1根根本假设本假设2 2形形状方程状方程原位应力A，t回归参数3 3形状方程的形状方程的几何表示几何表示当t=t A=1时，有最大闭合(4)(4)实验方法实验方法VmCVmC确实定确实定步步骤：1备制制试件；件；2作作-曲曲线a；3将将试件切开，并配件切开，并配 称接触再作曲称接触再作曲线b；4非配称接触，作曲非配称接触，作曲线c;5两种两种节理的可理的可紧缩性性 配称配称节理的理的紧缩量：量： 非配称非配称节理的理的紧缩量：量： a.无节理b.径向劈裂d.非配称接触c.配称接触图图4 47 7 一条张开裂痕的紧缩变形曲线一条张开裂痕
3、的紧缩变形曲线二、节理的切向变形 一节理强度与剪切变形的关系 节理“ 曲线分为4类。见以下图强度准那么： 抗剪强度抗剪强度节理变形节理变形扩容景象扩容景象 图图 4 48 8 四种典型的节理强度和位移关系曲线四种典型的节理强度和位移关系曲线a-a-充填节理充填节理b-b-齿状节理齿状节理c-c-充填齿状节理充填齿状节理d-d-复位式复位式二节理抗剪强度和扩容分析 根本实际：库仑准那么根本实际：库仑准那么类型：面接触、齿状接触类型：面接触、齿状接触1面接触面接触 滚动摩擦滚动摩擦转动摩擦转动摩擦 正好破坏时：正好破坏时： 破坏面与 的夹角=剪应变内摩擦角当 =常量， 节理面最大主应力极限：静摩擦
4、系数fs与静摩擦角令节理剪切破坏的剪应力和正应力为： 对边对边/ /斜边斜边对边对边/邻边邻边那么 动摩擦系数fk与动摩擦角 的关系2齿接触摩擦准那么：总剪切方向：AB每个齿在爬坡，与AB成 角上坡；齿面上的剪切力和正应压力为 ， 。 1 1规那么规那么2 2不规那么不规那么见图见图4 41212摩擦角与位移的关系摩擦角与位移的关系静摩擦角静摩擦角动摩擦角动摩擦角图图4 412 12 齿状剪切面模型齿状剪切面模型设斜坡上的摩擦角为那么 展开 与平面接触比较可见，齿的作用提高了摩擦角，也就提高摩擦系数。称为滑升角 。当T的方向是下坡方向时，内摩擦角变成规那么齿强度准那么 升角取升角取“+“+降角
5、取降角取“规那么那么齿剪切剪切扩容剪容剪胀剩余内摩擦角剩余内摩擦角 设滑动前的内摩摩擦角为 那么滑动后的内摩摩擦角为无齿时的剩余内摩擦角 无齿平面接触时的内摩擦角 图413 契效应的扩容曲线2 2不不规那么那么齿接触接触1977 NBarton1977 NBarton阅历公式：JRC为节理粗糙系数JCS为节理壁抗压强度3 3、转动摩擦、转动摩擦1 1根本假设根本假设在张开节理中，经常有块状充填物，或在张开节理中，经常有块状充填物，或节理切割成碎块。当剪切时，可使充填物或节理切割成碎块。当剪切时，可使充填物或碎块发生转动。设转动的碎块为平行六面体，碎块发生转动。设转动的碎块为平行六面体，其模型见
6、图。假设模型受法向力其模型见图。假设模型受法向力N N；剪切力；剪切力T T。2 2稳定性分析稳定性分析设平行六面体宽为设平行六面体宽为a a、高为、高为b b。可得。可得。当六面体受力后，其一边作轴转。当六面体受力后，其一边作轴转动，转角为。能够有动，转角为。能够有3 3种情况：种情况：当时，那么六面体发生翻倒，当时，那么六面体发生翻倒，故称为翻倒角。当故称为翻倒角。当时，六面体不会翻倒；当时，六面体不会翻倒；当时，六面体处于极限形状。时，六面体处于极限形状。3 3应变分析参见图应变分析参见图一旦转动，平行六面体遭到剪应变和线应变。一旦转动，平行六面体遭到剪应变和线应变。剪应变：剪应变：线应
7、变：六面体作圆弧转动的方程线应变：六面体作圆弧转动的方程为：为：由此解出：由此解出：应变：应变：5 5内摩擦角的变化见图内摩擦角的变化见图4.164.16六面体转动时其倾斜角为六面体转动时其倾斜角为: :破坏时倾角等于内摩擦角：破坏时倾角等于内摩擦角：4 4节理面的位移节理面的位移图中底部的位移：图中底部的位移：顶部的位移：顶部的位移： 在初始形状下，内摩擦角最大，在初始形状下，内摩擦角最大，等于翻倒角：等于翻倒角：当时扩容最大，当开场转动破坏时，当开场转动破坏时， 碎块间的内摩擦角为碎块间的内摩擦角为4 4、滚动摩擦、滚动摩擦当碎块的翻倒角 减少时，其内摩擦角也将减小。当碎块剖面为n个边的规那么多角形时，其翻倒角为：当碎块的边数不断添加，那么碎块趋向圆球，。其抗翻倒阻力就是它的滚动摩力，其摩擦系数为钢圆柱滚动其摩擦系数为前往前往
