卸荷情况下的岩体分析前言岩体的力学状态一般分为加载和卸载两种方式。水电、交通工程中的岩体开挖，从力学本质上说，主要是卸载，在高地应力区表现尤为明显。岩体的力学性能在加载与卸载条件下有本质的区别。一般来说，岩石本身在这两种力学状态下差别不大，但在含节理、裂隙等结构面的岩体中，由于卸载产生大量的拉应力，使结构面的力学性能发生本质变化，岩体的质量迅速劣化，其力学特性不再符合加载情况下的讨论结果。高边坡开挖是一个典型的卸载过程，采纳传统的加载条件下的计算模型与开挖时产生的大面积卸载条件不相符合，其计算结果与实际情况出入较大，其本质是由于计算模型与实际工程力学状态不协调所致。因此，对边坡开挖的数值模拟，其计算荷载、岩体参数、本构模型及计算软件等都必须反映岩体的卸载特征，以取得较好的讨论成果。本文从岩体卸载的观点出发，并结合岩石卸载试验讨论，推导相应的加卸载准则，建立卸载岩体的脆弹塑性本构模型，同时，将本文的模型应用于高边坡的开挖过程中。1 岩体的卸荷力学过程自然界中的岩体是经过了漫长的复杂的地质构造作用后的产物．并且，岩体在漫长的地质构造作用过程中，形成了大小不等、方向各异的结构面，也就是说，现今岩体是经过了各种不同作用后的损伤岩体，现存岩体中的应力是残余应力(如图所示)．图中A 点是经过构造运动作用后，岩体的现今应力状态，其值(应变为)．为残留在岩体中的地应力,属岩体多次作用后的残余应力， 为历次构造作用后达到的总变形，这种变形在历次作用后已损失掉，无法考虑。 假如岩体开挖卸荷，则是残余应力进一步释放的过程．此时，曲线从A点沿AB向下移动；假如岩体卸荷为零，则曲线达到B点；假如继续卸荷使之产生移动，则曲线继续向下延伸至C点，岩体拉断，即达到残余抗拉强度．假如岩体受力曲线沿A点向上移动，则表现为加荷，假如加荷至D点时，达到了岩体的残余抗压强度，曲线延伸至E点破坏．显然，对于岩体开挖卸荷而言，其受力过程是沿ABC移动，这就是所谓的卸荷作用。 2 卸荷岩体的屈服准则及本构模型卸载岩体力学的讨论主要涉及到3个方面的内容：(1)必须建立严格的岩体加卸载准则， 明确加卸载的力学内涵。(2)建立反映卸载力学特性的本构关系，尤其是应反映开挖卸载过程中，地应力释放所导致的岩体受拉致裂纹损伤，以及由此形成的应力各向异性。(3)建立反映岩体非线性卸载特性的数值计算方法。2．1 加载、卸载的定义只有知道岩体所处的力学状态，才...
