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传源南环境 8N51972-2R
粘性土断裂准则的地表裂缝深度计算
张玉峰
（福建东辰综合勘察院福建福州350005）
摘要基于断裂力学理论对基坑开采引起的地表裂楚发育规律进行研究；在分新已有的多种粘性土断裂准则的基础上，对土体的Crifith-Mohr联合断裂准则进行简化，并提出了开来地表裂缝最大深度的计算公式。
关键词断裂准则粘性土基坑开挖裂缝深度
中图分类号：P642.162
文献标识码A
基础坑开挖会导致基坑周围地表沉陷、内部隔水层的拉张变形等，在局部地区会出现拉裂缝，直接关系着地表水体上部松散含水层的水力联系，并对地表建(构)筑物产生破坏作用，这就要求考虑水体下及地表有重要建筑物或构筑物(如房屋、道路、大坝等)情况下开采可能产生的影响。因此，必须对地表土体及深部土体隔水层的抗拉特性、断裂发育特
点及影响因素等予以研究。断裂准则
概括地说，这一理论是以Griffith理论为基础，采用Mc-Clintock提出的闭合压力的概念，将Griffith强度理论和 Mohr-Coulomb的直线强度理论相结合，建立起联合抗裂理论数学模型(图1)。
该强度曲线由一段直线和一段曲线组成，2者在点B光滑连接。点B为关联点，也是闭合压力0，作用点。的物理意义为使裂隙闭合的垂直于裂隙面的正压力，在此压力作用下裂纹闭合。B点右侧直线段满足Mohr-Coulomb强度公式，左侧曲线段满足修正后的Grifith强度公式，即
(,0,)2(g)sin(α,+,)2(g)sin,,=0 (1)
式中：0、0为在0,坐标系中的对应值。
春破坏区
Molr-Coulom
MeClintod
勇协新集区
过表型装区
我东斯联区
图1Grifith-Mohr联合准则数学型
利用微体力平衡条件可得11，
Ou=Sgte-cosb
Og=Sr-e-cos
1sinp
1+sin
将以上2式与式(1)以及Mohr-Coulomb强度公式联立，可解得：
(
8tanΦ(α。o,)
c*sinpcosp
(2)
可见，闭合应力的值完全取决于土的力学性质指标
文章编号：1672-9064(2013)03-097-02 COeOre
图1中，A点为抛物线的最低点，在A点左侧，属于拉张断裂；在A、B点之间，为过渡型断裂；B点右侧为剪切断裂。在A点，=0,将式(1)对;求导，可得：
do,
2(αw0)2(80)sin=0,即u=(α)sing。故可将断裂准则分成以下3段：
(1)若(g,-0)≤2(g-)sinp,或)-0;≤(0.)，如取;=-0,则,≤(30)，并且(g10)-2(=g）(oi+g+o）sins-<0,则出现拉张断裂，断裂倾角=0°。
(2)若(80g)sin+0,<0,<8,且(,,)22(80g)(o;+o,+o,)sinp=o<0,则此阶段为从拉张断裂到剪切断裂的过渡段，属于具有张拉性质和剪切性质的混合型断裂，断裂倾角可由下式计算得到：
cos28--sinp
1010
或
coe20=% sinp
2
(3)若o≥.而且
0)≤qjtan(45°号）2e-tan(45号）
则为剪切断裂，断裂倾角9=45°-果简化的Griffith-Mohr联合断裂准则
2
(3)(4)(5)
Griffith-Mohr联合准则能够比较全面地反映粘性土的断裂行为，然而其曲线部分函数较为复杂。因此，不少研究人员对其进行了相应的简化，主要是将曲线近似为直线(2,3)，使其更加简单实用，同时也能满足工程精度要求。
本文将Griffith-Mohr联合准则简化成如下形式(图2)：
dp
0-=0
[
g, +2e · tan(45° 号)
式中,on=
tan(（45°-号）
(6)
作者简介：张三峰（1980-)，男，河北满城人，2005年库业于中国矿业大学资源学院，现在据建东展综合勘赛院从事岩土工程（工程勘察）、工程物探、地质灾害评估与施工等工作。
2013.NO.3.
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