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硬岩CWFS模型的改进及其在岩质高边坡稳定性分析中的应用
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2012.5.15
  • 页码:2593-2600
  • 分类:P642.2[天文地球—工程地质学;天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083, [2]北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB731501);国家自然科学基金重点项目(51034001)
  • 相关项目:深凹露天矿高陡边坡稳定性研究
中文摘要:

连续介质模型(如Mohr-Coulomb等基于黏结强度组份和摩擦强度组份同时被调动的传统破坏准则)目前还不能有效预测隧道围岩脆性破坏的广度和深度。基于Mohr-Coulomb准则的黏结强度弱化–摩擦强度强化(CWFS)模型在这方面表现出良好的工程应用前景,但其在脆性硬岩高陡边坡稳定性分析中的应用研究还不多见。对硬岩的CWFS模型及其改进模型进行讨论分析,针对脆性硬岩在低围压条件下的特殊力学行为,将CWFS模型改进为黏结强度衰减–摩擦强度激活(CLFM)模型并应用到首钢水厂铁矿硬岩高陡边坡稳定性分析中。与Mohr-Coulomb准则计算结果的对比分析表明,扩帮后的边坡仍然处于稳定状态。Mohr-Coulomb准则低估了边坡的位移和坡脚的塑性区范围,高估了边坡的应力水平,与CLFM模型分析结果相比显得保守。另外,实测地应力场下的边坡位移计算结果是仅以自重应力形成的应力场下的位移计算结果的10倍左右。

英文摘要:

Continuum models with traditional failure criteria(e.g. Mohr-Coulomb criterion) based on simultaneous mobilization of cohesion and frictional strength components cannot successfully predict the extent and depth of brittle failure of surrounding rocks in tunnels, while the cohesion weakening-friction strengthening(CWFS) model, rarely used in stability analysis of high rock slopes, has a good application prospect in engineering. Firstly, the CWFS model and its improved editions were discussed. Then the CWFS model was modified to be the cohesive losing and frictional mobilizing(CLFM) model according to the particular mechanical behaviors of hard rocks in low confinement conditions. Finally, the CLFM model was applied to the stability analysis of a hard rock slope, and the results were compared to those obtained by the Mohr-Coulomb criterion. It is demonstrated that the slope is still in a stable condition. Both the displacement and plastic zone at the foot of the slope are underestimated while the stress level is overestimated by the Mohr-Coulomb criterion. Furthermore, the displacement of slope under actual in-situ stresses is lO times that under gravity stress field only.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
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  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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