巖體破壞

巖體破壞 failure of rock mass

巖塊壓碎、巖體結構改組和結構喪失聯結的現象。巖體破壞時力學作用方式和過程稱巖體破壞機理，它是研究巖體破壞的核心問題（見岩石和巖體）。

巖體破壞與巖體結構及環境應力（見巖體中應力）狀態密切相關。完整結構巖體在低的環境應力(地應力)條件下呈脆性的張破裂，在高的環境應力條件下呈柔性的剪破壞或塑性流動變形。

塊裂結構巖體的破壞主要是巖塊沿軟弱結構面滑動。其破壞機理和破壞判據正在研究中。板裂結構巖體的破壞以板的潰屈破壞為主。碎裂結構巖體破壞比較複雜，是晚近才認識到的破壞現象，在低的環境應力條件下，極大程度上受結構面發育狀況控制；在高的環境應力條件下結構面作用消失，其破壞機理類似完整結構巖體，主要受岩石性質制約。

不同結構的巖體，破壞時破壞機理不同，破壞類型也不同。基本的破壞類型共有 6種：①張破裂；②剪破壞；③結構體滾動；④結構體沿結構面滑動；⑤梁板潰屈和彎折破壞；⑥傾倒失穩。完整結構巖體在低應力條件下呈脆性張破裂，在高應力條件下呈柔性剪破壞或塑性流動變形。塊裂結構巖體的破壞主要是巖塊沿軟弱結構面滑動。板裂結構巖體的破壞，常以板裂體潰屈彎折、巖塊沿結構面滑動以及傾倒失穩為主。碎裂結構巖體的破壞比較複雜，在低應力條例下，極大程度上受結構面及結構體形狀控制，除結構體張破裂、沿結構面滑動以外，結構體滾動佔有重要地位。在高應力條件下，結構面控制作用消失，其破壞作用機理與完整結構巖體基本相同，主要受岩石材料性質控制。

即巖體破壞的力學條件。破壞判據是以破壞機理為依據建立起來的。破壞類型不同，破壞判據也不同。①張破裂判據。岩石在壓應力作用下，除在最大主應力方向產生縱向壓縮變形外，在垂直於最大主應力方向還產生橫向擴張變形，即產生張應變。脆性岩石在壓應力作用下產生的橫向擴張變形達到一定極限時，便在平行於最大主應力方向產生張破裂。以此建立起來的破壞判據稱為張破裂判據。它主要用於判斷岩石在壓應力作用下能否產生張破壞。②剪破壞判據。在不等嚮應力作用下岩石內部不同方向的切面內可形成不同數值的剪應力，其中某一切面內的剪應力達到岩石剪破壞條件時，岩石便產生剪破壞。以此建立起來的破壞判據稱為剪破壞判據,也稱為庫侖-莫爾判據。它適用於判斷柔性岩石在壓應力作用下能否產生剪破壞。③結構體滾動破壞判據。在破裂巖體內部的應力作用下，結構體滾動的力學條件稱為結構體滾動破壞判據。它主要用於判斷破裂結構巖體受力狀況改變時能否產生結構體滾動破壞。④結構體沿結構面滑動破壞判據。以結構面為參照面可將巖體內應力分解為垂直於結構面的法嚮應力及平行於結構面的剪應力。在一定應力條件下，平行於結構面的剪應力超過結構面的抗剪阻力時，結構體便沿着結構面產生滑動。在作用於結構面上的剪應力與抗剪阻力達到平衡條件下建立起來的力學條件稱為結構體沿結構面滑動破壞判據，也稱為庫侖判據。它適用於塊裂結構巖體穩定性分析，也適用於檢核碎裂結構巖體及板裂結構巖體能否沿結構面滑動。⑤潰屈破壞判據。在軸向力作用下板裂結構體產生彎折破壞的力學條件。這是一種結構失穩判據。這種破壞條件主要控制於板裂體的剛度及幾何特徵，而與材料強度無直接關係。它不僅適用於板裂結構巖體穩定性分析，也適用於檢核碎裂結構巖體產生板裂化後能否產生破壞。