基于自锁概念的岩体弱面破坏模型与规律研究

摘要

采用摩擦学中的自锁概念提出了确定弱面破坏的模型和分析方法,物理概念简单明确。采用自锁概念分析二维弱面破坏与采用莫尔–库仑定律得到的结果一致。三维弱面模型在弱面与中间主应力平行和中间主应力等于最小主应力两种情况下,可退化为二维弱面问题。研究结果表明:主应力、弱面力学参数对空间弱面破坏角度范围的影响显著,包括破坏角度范围大小和形态变化两个方面。随着弱面力学参数的增加,空间弱面破坏角度范围有变小的趋势,当弱面力学参数达到一定数值后,岩体中的弱面倾角和走向取任意值,岩体均不会发生弱面破坏。随着中间主应力和最小主应力的增加,空间弱面破坏角度范围具有变小的趋势。通过建立局部坐标系,得到了裂缝性地层井壁发生失稳的弱面角度随井底压力变化的规律。