巖_土_混凝土破壞準(zhǔn)則及其強(qiáng)度參數(shù)估算

1、 第 23 卷 第 5 期 李云安等. 巖-土-混凝土破壞準(zhǔn)則及其強(qiáng)度參數(shù)估算 775 表1 Table 1 編 號(hào) 名 稱 粘聚力 c / MPa 15.16 試 驗(yàn) 值 單軸抗壓強(qiáng) 度c / MPa 61.3 北盤江特大橋位區(qū)灰?guī)r飽和三軸試驗(yàn)結(jié)果24 計(jì) 方法 MC 單軸抗拉強(qiáng) 度 t/ MPa 14.66 9.56 11.84 6.41 4.01 5.07 6.87 4.12 5.32 10.69 7.06 8.69 算 值 粘聚力 c / MPa 14.99 16.47 15.71 7.13 7.96 7.53 8.44 9.59 9.00 10.76 11.80 11.27 內(nèi)摩擦角

2、 /(° 37.88 40.73 39.28 41.57 44.76 43.14 45.72 49.34 47.49 37.15 39.87 38.49 2.32 11.34 4.75 0.61 14.70 7.36 0.08 17.64 9.29 1.53 11.51 5.21 試 Results of saturated triaxial test of limestone in the site of Beipan River Large Bridge24 誤差值/ % 1.14 8.64 3.63 0.30 11.30 5.34 0.04 13.60 6.61 0.76 8.

3、83 3.93 / 試 內(nèi)摩擦 角 /(° 38.4 單軸抗壓強(qiáng) 度c / MPa 62.72 54.35 58.39 31.89 27.04 29.37 41.47 34.18 37.65 43.96 38.32 41.04 1.34 6.07 2.29 0.31 7.34 3.44 0.04 7.96 3.92 0.92 6.31 2.63 BX 灰?guī)r PB PJ MC BGR 灰?guī)r 7.15 41.7 31.7 PB PJ MC BGR1 灰?guī)r 8.44 45.7 41.5 PB PJ MC LGR 灰?guī)r 10.84 37.5 43.3 PB PJ 注：MC 表示 Mohr-C

4、oulomb，PB 表示 Parabola，PJ 表示幾何平均值；=(c 計(jì)c 試/ c 試，=(c 計(jì)c 試/c 試，=( 計(jì) 。 表 2 土體強(qiáng)度參數(shù)估算表 Table 2 工程 材料名稱 名稱 填土 粉質(zhì)粘土 北京 東大 橋商 業(yè)大 廈 砂質(zhì)粉土 砂卵石 粉質(zhì)粘土 中細(xì)砂 砂卵石 粉質(zhì)粘土 砂卵石 填土 武昌 水果 湖大 廈 淤泥質(zhì)粘土 粉質(zhì)粘土 粉質(zhì)粘土 粘土 粉質(zhì)粘土 雜填土 廈門 建設(shè) 銀行 大廈 淤泥 礫質(zhì)粘土 強(qiáng)風(fēng)化花崗巖 中風(fēng)化花崗巖 弱風(fēng)化花崗巖 粘聚力 c / MPa 0.015 0 0.031 1 0.000 0 0.000 0 0.033 0 0.000 0 0.00

5、0 0 0.035 2 0.000 0 0.012 0 0.008 0 0.018 0 0.030 0 0.042 0 0.028 0 0.008 0 0.012 0 0.022 0 0.050 0 0.200 0 0.500 0 Estimation results of strength parameters of soil 強(qiáng)度參數(shù)計(jì)算值 抗拉強(qiáng)度 t / MPa MC 0.023 0 0.039 5 0.000 0 0.000 0 0.041 9 0.000 0 0.000 0 0.044 7 0.000 0 0.018 4 0.013 9 0.030 2 0.048 6 0.064

6、5 0.045 4 0.013 0 0.023 2 0.027 5 0.046 6 0.157 6 0.344 3 PB 0.022 0 0.033 0 0.000 0 0.000 0 0.034 9 0.000 0 0.000 0 0.037 3 0.000 0 0.017 6 0.013 8 0.029 7 0.047 3 0.061 5 0.044 1 0.012 6 0.023 2 0.022 5 0.029 8 0.093 3 0.195 3 PJ 0.022 5 0.036 1 0.000 0 0.000 0 0.038 2 0.000 0 0.000 0 0.040 8 0.00

7、0 0 0.018 0 0.013 9 0.030 0 0.048 0 0.063 0 0.044 8 0.012 8 0.023 2 0.024 9 0.037 3 0.121 3 0.259 3 MC 0.039 1 0.098 0 0.000 0 0.000 0 0.104 0 0.000 0 0.000 0 0.110 9 0.000 0 0.031 3 0.018 4 0.042 9 0.074 1 0.109 5 0.069 2 0.019 8 0.024 9 0.070 4 0.214 5 1.015 5 2.904 2 抗壓強(qiáng)度c / MPa PB 0.038 0 0.091

8、5 0.000 0 0.000 0 0.097 1 0.000 0 0.000 0 0.103 5 0.000 0 0.030 4 0.018 3 0.042 4 0.072 8 0.106 5 0.067 9 0.019 4 0.024 8 0.065 5 0.183 9 0.829 0 2.279 9 PJ 0.038 6 0.094 7 0.000 0 0.000 0 0.100 5 0.000 0 0.000 0 0.107 1 0.000 0 0.030 9 0.018 4 0.042 7 0.073 5 0.108 0 0.068 6 0.019 6 0.024 9 0.067 9

9、 0.198 6 0.917 5 2.573 2 強(qiáng)度參數(shù)實(shí)驗(yàn)值 內(nèi)摩擦角 /(° 15.0 25.2 30.0 35.0 25.2 30.0 35.0 25.2 35.0 15.0 8.0 10.0 12.0 15.0 12.0 12.0 2.0 26.0 40.0 47.0 52.0 注：MC 表示 Mohr-Coulomb，PB 表示 Parabola，PJ 表示幾何平均值。 776 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 3 2004 年 測(cè)量其單軸抗壓和抗拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法，故無(wú)法比 較，但有 2 點(diǎn)是明確的，其一是粘性土在理論上無(wú) 論其值大小一定有單軸抗壓和抗拉強(qiáng)度，無(wú)粘性土 的單軸抗壓和抗拉

10、強(qiáng)度均為零；其二是在實(shí)際工程 中常把土體處理為不抗拉，但這并不能因此否認(rèn)其 抗拉強(qiáng)度的存在性，而且一般粘性土的粘聚力在室 內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件下可以很大甚至達(dá)到 120 kPa，但其內(nèi) 摩擦角一般都在 25 ° 以內(nèi)，幾乎沒有內(nèi)摩擦角為 30° 的粘性土，因此粘性土的單軸抗壓與抗拉強(qiáng)度 的比值在 3:1 范圍之內(nèi)。 總之采用本文的二維應(yīng)力莫爾- 庫(kù)侖斜直線與 莫爾拋物線法估算巖-土-混凝土強(qiáng)度參數(shù)還是比較 精確的，如果用以上 2 方法估算時(shí)相對(duì)誤差較大， 可采取兩者的幾何平均值，這樣可以不必做較多不 同類型的試驗(yàn)來(lái)求取其強(qiáng)度參數(shù)，對(duì)于巖石和混凝 土只需做簡(jiǎn)單的單軸抗拉和抗壓試驗(yàn)或只做

11、剪切試 驗(yàn)即可，既節(jié)約實(shí)驗(yàn)費(fèi)用也可滿足實(shí)際工程需要。 關(guān)于三維應(yīng)力莫爾 - 庫(kù)侖斜直線法和三維應(yīng)力莫爾 拋物線法在理論上是存在的，尚需相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái) 驗(yàn)證，在此提出與同行商討。 李云安 . 深基坑工程變形控制優(yōu)化設(shè)計(jì)及其有限元數(shù)值模擬系統(tǒng) 研究博士學(xué)位論文D. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2000 4 李華曄，黃志全，劉漢東等. 巖基抗剪參數(shù)隨機(jī) -模糊法和小浪底 工程 c， 值計(jì)算J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1997，16(2：155 161 5 李青麒 . 軟巖蠕變參數(shù)的曲線擬合計(jì)算方法 J. 巖石力學(xué)與工程 學(xué)報(bào)，1998，17(5：559564 6 吳 剛，孫 鈞. 卸荷應(yīng)力狀態(tài)下裂隙巖體的變形

12、和強(qiáng)度特性J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1998，17(6：615621 7 黃志全，王思敬，李華曄等. 巖體力學(xué)參數(shù)取值的置信度及其可靠 性J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999，18(1：3335 8 嚴(yán)春風(fēng)，劉東燕，張建輝等. 巖土可靠度關(guān)于強(qiáng)度參數(shù)分布函數(shù)概 型的敏感度分析J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999，18(1：3639 9 馮衛(wèi)星， 常紹東， 胡萬(wàn)毅. 北京細(xì)砂土鄧肯-張模型參數(shù)試驗(yàn)研究J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999，18(3：327330 10 孔德全，苗中海 . 軟粘土抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律 J. 巖土工程學(xué)報(bào)， 1999，21(6：757759 11 李守巨，劉迎曦，王登剛等. 巖

13、石和混凝土材料參數(shù)識(shí)別的修正高 斯-牛頓算法J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2000，19(1：9396 12 梁仁旺，張 明，白曉紅. 水泥土的力學(xué)性能試驗(yàn)研究J. 巖土力 學(xué)，2001，22(2：211213 13 何滿潮，薛廷河，彭延飛 . 工程巖體力學(xué)參數(shù)確定方法的研究J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001，20(2：225229 14 周國(guó)林，譚國(guó)煥，李啟光等. 剪切破壞模式下巖石的強(qiáng)度準(zhǔn)則J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001，20(6：753762 4 結(jié) 論 本文通過以上探討，得出如下結(jié)論： (1 在二維應(yīng)力和三維應(yīng)力狀態(tài)分別與莫爾-庫(kù) 侖斜直線和莫爾拋物線破壞準(zhǔn)則組合成的 4 種情況 下推

14、導(dǎo)出了估算巖 - 土 - 混凝土強(qiáng)度參數(shù)的理論公 式。 (2 采用本文的二維應(yīng)力莫爾-庫(kù)侖斜直線與二 維應(yīng)力莫爾拋物線及其幾何平均法對(duì)巖石強(qiáng)度參數(shù) 估算，可以獲得較精確的結(jié)果。 (3 從 理 論 上 證 明 了 土 力 學(xué) 上 的 2c K a 和 2c K a 分別就是土體在莫爾 - 庫(kù)侖準(zhǔn)則下的單軸 15 姜振泉， 季梁軍. 巖石全應(yīng)力-應(yīng)變過程滲透試驗(yàn)研究J. 巖土工程 學(xué)報(bào)，2001，23(2：153156 16 胡小榮，俞茂宏，唐春安. 巖土體的非均質(zhì)及力學(xué)參數(shù)的條件模擬 賦值J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002，21(1：1317 17 李廣信，武世鋒. 土的卸載體縮的試驗(yàn)研究及其機(jī)

15、理探討J. 巖土 工程學(xué)報(bào)，2002，24(1：4750 18 楊 強(qiáng)，陳 新，周維垣. 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)可靠度分析J. 巖石力學(xué) 與工程學(xué)報(bào)，2002，21(6：868873 19 周火明，盛 謙，熊詩(shī)湖. 復(fù)雜巖體力學(xué)參數(shù)取值研究J. 巖石力 學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002，21(增：2 0452 048 20 楊雪強(qiáng)，余天慶，何世秀. 對(duì)巖石雙剪強(qiáng)度準(zhǔn)則的探討J. 巖石力 學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002，21(7：1 0491 053 21 昝月穩(wěn)，俞茂宏，王思敬. 巖石的非線性統(tǒng)一強(qiáng)度規(guī)則J. 巖石力 學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002，21(10：1 4351 441 22 蔡耀軍，徐福光. 大壩建基巖體抗剪強(qiáng)度取值J. 巖石力學(xué)與工程 學(xué)報(bào)，2002，21(7：1 0401 044 23 昝月穩(wěn) . 巖石非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論及其在巖體