岩体变形与破坏机制

Question

如题所述

Answer 1

围岩稳定性研究的核心是岩体，对其基本的力学属性需要有准确的理解。传统岩体力学将岩体视为均质材料，采用连续介质力学理论进行分析，重点在于岩石材料的强度和变形参数。然而，20世纪60年代末至70年代初，人们开始意识到岩体的裂隙特征，并认识到裂隙对岩体性质的重要性。萨茨堡学派对此进行了广泛研究，并在《岩石力学》文集中提出了研究方向。L.Broili在1974年强调了岩体结构对力学性质的控制作用，认为结构特征比岩石材料本身更具影响力。
谷德振教授对岩体结构进行了分类，并总结了其特征。孙广忠教授则系统地提出了岩体结构控制论，认为岩体结构决定了其变形和破坏机制以及力学性质。他将岩体结构分为五类，并提出了岩体结构力学的五个基本观点。这些观点认为，岩体是由岩石成分构成的地质体，其变形和破坏受地质环境中的应力变化控制。岩体结构控制论是岩体力学的基础，其力学效应是岩体力学的核心，分析方法是研究的基本手段。
孙广忠进一步阐述了岩体结构对围岩稳定性的影响，指出岩体结构控制着岩体的力学性能和力学模型。他将岩体结构控制作用分为两个层次：一是基本规律，即岩体变形、破坏和力学性质的控制；二是应用层面，包括实验方法、分析技术和工程设计。
在岩体变形方面，由于岩体内结构面的存在，其变形不仅包括材料本身的变形，还包括由于结构变形引起的大变形。因此，传统的虎克定律不适用于描述岩体变形。孙广忠将岩体变形的组成部分归纳为材料变形和结构变形，并指出后者是主要因素。
至于岩体的破坏机制，孙广忠定义其为结构改组和联结丧失。他根据不同结构的岩体，将其破坏机制分类，包括张破裂、剪破裂、结构体的滚动、层状结构的弯曲等。这些机制展示了岩体结构在破坏过程中的关键作用。