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题名应力波扰动下岩石节理端部应力集中特征分析
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作者
许明
袁帮国
蔡宇
刘先珊
甘峰帆
袁东豪
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机构
重庆大学土木工程学院
重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心
重庆设计集团有限公司
中国中铁二院工程集团有限责任公司
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出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第6期1687-1699,共13页
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基金
国家自然科学基金(No.52279094)
广西重点研发计划(桂科AB20238036)。
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文摘
为分析岩石节理在动力扰动下的端部应力集中效应,基于岩石节理受压闭合的特点,视节理符合椭圆形态特征,引入修正的节理法向刚度非均匀分布双曲线模型,综合考虑地应力、节理倾角以及节理长度等因素,对P波与SV波入射扰动下的节理表面应力与端部应力集中效应特征进行对比分析。结果表明:考虑节理形态特征条件下,越靠近节理端部,应力波对节理面正应力的扰动幅值逐渐增加,节理对应力波的削减作用逐渐降低,更接近于应力波在完整岩石中的传播效果;节理端部的应力集中效应与节理表面的压应力和剪应力呈正相关,但压应力引起的节理端部应力集中效应更为显著;与忽略节理形态特征条件相比,考虑节理形态特征条件下端部的应力集中效应随应力波入射的波动更为明显,更易发生破坏,更有利于工程安全的分析;在相同条件下,P波主要引起节理面上的正应力变化,而SV波则主要引起剪应力变化;在节理端部的延长点上,随着应力波入射角度增加,SV波对剪应力的影响效果减弱,而对正应力的影响效果加强,这与P波的影响效果表现相反,并且水平位移与正应力值呈正相关性,竖向位移随剪应力的增大而增大;当节理处于拉剪状态下,端部绝大部分区域的正应力表现为拉应力,而当节理处于压剪状态时以压应力为主。
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关键词
应力集中
椭圆型节理
应力波传播
法向刚度
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Keywords
stress concentration
elliptical joints
stress wave propagation
normal stiffness
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分类号
P642
[天文地球—工程地质学]
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