边坡层状岩体三维横观各向同性数值分析

师文豪^1,2,3，杨天鸿^1,2，王培涛^1,2，于庆磊^1,2

1. 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室2. 东北大学岩石破裂失稳研究中心3. 中国船舶重工集团公司第七二五研究所

摘 要：建立层状岩体的三维横观各向同性连续介质力学模型,把三维Hoffman强度准则引入到层状边坡稳定性分析中,模拟不同岩层倾角下三维边坡破坏模式。结果表明:岩层为水平分布,剪应力起主导作用,易发生以剪切为主的损伤破坏;岩层为竖直分布,主应力起主导作用,易发生以拉应力为主的倾倒破坏;当层状岩体的走向与坡面走向一致,岩层倾角在0°～90°变化时,岩体从剪应力为主的破坏到拉剪组合破坏再到以拉应力为主的破坏过渡。另外,顺倾岩层的边坡更容易发生剪切滑移型破坏,而反倾岩层的边坡整体不易发生剪切滑移破坏,多存在局部小范围损伤,整体相对较稳定。研究结果可为层状岩体边坡的设计、支护和监测提供借鉴意义。

关键词：层状岩体;边坡;横观各向同性;数值模拟;Hoffman强度准则;