基于极限分析的桩端岩层冲切分析

摘要

岩溶区桩基桩端岩层易发生冲切破坏。针对岩溶区岩体特点引进Hoek-Brown非线性岩石破坏强度准则，并推导得其剪应力的二次抛物线型表达式。基于极限分析上限法原理，确定冲切破坏体的功能方程，并通过变分求极值原理获得冲切破坏体的母线方程，进一步通过微分得到桩端岩层抗冲切安全厚度计算公式。结合岩溶区桩基实践，分析抗冲切安全厚度影响因素的取值范围并进行参数分析，结果表明：（1）冲切破坏体上下直径比d1/d随岩体地质力学分类指标RMR值的增大呈非线性减小，说明岩体质量好的岩溶顶板其冲切所形成的锥形旋转体底部直径小，反之，旋转体底部直径大；（2）根据不同的d1/d及RMR值，初始冲切角为24＆#176;～42＆#176;；（3）厚径比h/d随RMRαs的增大呈非线性减小，表明岩体质量越好，所需安全厚度也越小；在岩体质量较好（RMR＞65）的情况下，h/d基本在2.5以下。