论完整岩体的现场强度

摘要：

目前国际上普遍认为完整岩体的现场强度近似等于(0.4±0.1)σc ，其中，σc为室内岩石单轴抗压强度。此外，也有学者建议原位岩体的破坏强度，即地下工程围岩的启裂强度，可等价于室内单轴压缩试验或现场微震监测确定的岩石裂隙初始的应力；其原理主要以基于Kirsch解析解或简化的数值模拟(光滑的开挖边界)来近似表达隧道开挖面上的最大切向应力σmax。然而，这些方法均忽略了开挖边界的几何非规则性对计算结果的影响。经论证表明，若考虑开挖面的几何非规则性因素，完整岩体的现场破坏强度并不等于(0.4±0.1)σc ，其破坏强度可高达(0.8±0.05)σc。以加拿大地下实验室Mine-by试验隧道为例，并以该隧道的实际断面形状为几何边界条件，采用有限元软件Phase 2模拟隧道围岩的渐进破坏过程。研究结果表明，当原位岩体强度为0.8σc时，模拟结果与实际观测结果具有很好的一致性。因此，忽略开挖边界的几何非规则性而解读的原位岩体强度(0.4±0.1)σc仅是“等价”强度值，其低估了岩体的实际强度。

关键词：岩石力学、岩石强度、等价岩体强度、实际岩体强度、裂隙初始、劈裂破坏、非规则开挖边界、脆性岩石

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：加拿大国家自然科学与工程研究基金项目418932-11；国家自然科学基金资助项目11102061

在线出版日期：2014-02-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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