图 9.1 节理岩体模型概念图示
节理岩体模型是一个各向异性的理想弹塑性模型,特别适用于模拟层理和节
理岩石层的行为。在这个模型中,假设原状岩体具有一个可能地层理方向和主要
节理方向。这种岩体被认为具有横观各向同性的弹性材料行为,由五个参数和一
个方向来量化。各向异性可能来自于层理现象或者其他现象。在主要节理方向上,
根据库伦准则,假设剪应力是有限的。当在这个方向达到 大剪应力时,塑性滑
移就会发生。 多可定义三个滑移方向(‘平面’),其中第一个平面假定为和弹
性各向异性方向重合。每一个平面都有不同的抗剪强度性质。除了塑性剪切,根
据预定义的拉力强度(拉力‘截断’),垂直于三个平面的拉应力都是有限的。
当呈现出节理簇和节理集时,节理岩石模型就能被证明是合理的。这些节理
集必须平行,中间不能填有断层泥,相对于结构的特征尺度来说,它们的间距必
须较小。
节理岩体模型的一些基本特征是:
* 原状岩体的各向异性弹性行为 参数: E1,E2,v1,v2 ,G2
* 三个方向上根据库伦准则的剪切破坏 参数: c i ,ϕ i, ψi
* 三个方向上的有限拉伸强度 参数:σt, j
9.1 各向异性弹性材料的刚度矩阵
节理岩体模型中的弹性材料行为是由弹性材料的刚度矩阵 D* 来描述的。与
Hooke 定律不同,节理岩体模型中的矩阵 *D 是横观各向同性的。在垂直于或者
平行于一个预先定义的方向(‘平面 1’)上的刚度可能是不同的。这个方向可以
对应着层理方向或者任何其他有显著不同的弹性刚度性质的方向。
比如考虑水平层理的情况,水平方向的刚度 E1 就不同于竖直方向的刚度
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