[名词解释]层状岩体变形参数估算

参考答案:层状岩体可概化地质力学模型。假设各岩层厚度相等为S，且性质相同，层面的张开度可忽略不计。根据室内试验成果，设岩块的弹性模量为E，泊松比为μ，剪切模量为G，层面的法向刚度为Kn，切向刚度为Ks。取n-t坐标系，n垂直层面，t平行层面。在以上假定条件下取一由岩块和层面组成的单元体（图3-32b）来考察岩体的变形。
讨论以下几种受载情况下的岩体变形参数估算：A.法向应力σn作用下的岩体参数：沿n方向加荷时，在σn作用下，岩块产生的法向变形ΔVr和层面产生的法向变形ΔVj分别为：
则岩体的总变形ΔVn为：
简化后得层状岩体垂直层面方向的变形模量Emn为：
假设岩块本身是各向同性的，n方向加荷时，由t方向的应变可求出岩体的泊松比μnt为：
沿t方向时，岩体的变形主要是岩块引起的，因此岩体的变形模量Emr和泊松比μtn为：Emr=E，μtn=μ
B．剪应力作用下的岩体变形参数：对岩体施加剪应力τ时，则岩体剪切变形由沿层面滑动变形Δu和岩块的剪切变形Δur组成，分别为：岩体的剪切变形Δuj为：简化后得岩体的剪切模量Gmr为：
可求出表征层状岩体变形性质的5个参数。法向应力垂直于层面时的变形模量Emn和泊松比μnt；法向应力平行于层面时的变形模量Emr泊松比μtn；剪应力作用下的剪切模量Gmr。