FLAC3D和3DEC强度-应力比存在的问题以及解决方法

1 引言

顾名思义，强度应力比(Strength-Stress Ratio)的意思就是岩体强度与岩体所受应力的比值，它与安全系数的含义基本相同，只不过安全系数评价的是整体安全性，而强度应力比评价的是局部安全性，对于连续性的单元或块体，通常使用单轴抗压强度与应力的比值；对于节理，通常使用节理抗剪强度与当前剪切应力的比值。在早期的数值模拟中，特别是对于硬岩的地下开挖，这是一种非常有效的稳定性评价方法，广泛应用于巷道、矿房和空场的稳定性分析。Dr. Hoek把这个概念作了扩展，定义强度应力比为岩体的单轴抗压强度与最大原岩应力之比，用来评估软弱(weak rock)岩体中隧道的稳定性以及对是否要采取支护措施提供初步的估计【软弱岩体中隧道支护设计的初步估算(Tunnel support in weak rock)】。

在一些文献和软件中，强度-应力比也称作强度因子(Strength Factor)，例如MAP3D, EX3和RS2【强度因子(Strength Factor)的应用】。使用强度-应力比的一个优点是可以在进行复杂计算之前通过简单的本构模型求解来观察潜在的问题区域，另一个优点是可以观察接近破坏但还没有破坏的节理状态。