高烈度下双裂缝主控结构面危岩的断裂破坏机制分析

摘要

灰岩地区危岩具有典型类砌体结构特征,结构面发育复杂,其破坏本质是主控结构面在荷载作用下的断裂扩展失稳问题.基于地貌演化分析了灰岩地带陡崖复杂结构面形成与演化,获得了双裂缝主控结构面危岩的地质模型.构建了此类危岩的力学模型和断裂力学模型,按照最大周向应力准则,基于危岩自重、裂隙水压力及地震荷载作用,构建了双裂缝主控结构面危岩的断裂稳定系数表达式.通过案例分析验证了其合理性;各烈度对应的断裂稳定系数随贯通度增加而下降,基本地震烈度为Ⅷ度和Ⅸ度时,危岩处于不稳定状态;危岩稳定性受到主控结构面的裂隙贯通度与地震诱发的耦合作用影响,临界失稳贯通度随地震烈度的提高而降低;Ⅶ度地震的临界失稳贯通度理论值为25.8%,略小于贯通度实际值27.7%,略偏安全,其建立的断裂稳定系数表达式具有较好的适用性.研究结果可为推动此类危岩合理化防治提供重要的理论支撑.