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考慮層面滑移條件的軟弱夾層極限荷載分析

殷勇; 喬來軍; 周國慶 中國礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室; 鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院; 中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司平頂山分公司

摘要：針對現(xiàn)有巖土體中軟弱夾層的極限荷載計算理論無法全面考慮層面滑移條件,且多數(shù)理論采用金屬材料屈服準則,并不適用于具有內(nèi)摩擦特性的巖土材料的問題,基于Prandtl塑性擠出破壞模式,采用主應(yīng)力法和摩爾-庫侖屈服準則,分析了3種層面滑移條件下軟弱夾層極限荷載的變化規(guī)律及3種滑移條件的適用范圍,得到了相應(yīng)的極限荷載計算公式,并將其與薄層擠壓理論及Prandtl理論進行了對比,指出了所述方法適用的夾層寬厚比范圍。結(jié)果表明:軟弱夾層的極限荷載隨夾層寬厚比、強度參數(shù)、摩擦因數(shù)的增加而增大,但摩擦因數(shù)高于一定值以后極限荷載不再隨之變化;夾層面滑移條件在強度較低時對極限荷載的影響不明顯,極限荷載主要受夾層材料強度參數(shù)控制;軟弱夾層強度逐漸提高時,夾層面的滑移條件對極限荷載的影響逐步變大,尤其在夾層寬厚比較大時更為顯著;提出的極限荷載計算公式能較明確地反映夾層面滑移條件對極限荷載的影響,可以為巖土體中軟弱夾層的穩(wěn)定性分析提供參考。

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