周科峰，李宇峙，柳群义

(1. 长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙，410114；2. 中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙，410083)

自然界中广泛存在着层状岩体，在设计与施工中，层状岩体的强度是极其重要的设计参数。层状岩体的强度受岩体结构面的显著影响，表现出复杂的力学性质[1]。以往的研究中大多采用理论分析方法[2-3]或室内、室外试验方法[4-7]，其中：理论分析方法虽然能够用于推导得到简化后岩体的力学性质，但与实际岩体存在一定差别；室内外试验方法能够反映采样范围内岩体的性质，而无法反映宏观岩体的整体性质。近年来，由于数值计算方法快速发展，使其在岩土工程中得到广泛应用[8-10]，数值模拟方法严格遵循力学规则，能够建立复杂的岩土工程模型，通过单元体的应力应变计算，可得到宏观岩土体的力学性质和变形，从而为工程设计和施工提供了一条新的研究方法。为此，本文作者运用 FLAC3D数值分析软件[11]对层状岩体的单轴压缩情况进行模拟，并将其结果与理论推导结果进行对比，从而进一步揭示层状岩体的力学特性。

1 层状岩体破坏机理的理论分析

假设层状岩体破坏符合 Mohr-Coulomb准则，其可能沿结构面滑动破坏，也可能沿岩体内部发生破坏，这主要取决于结构面倾角β。理论计算模型如图1所示，通过应力分解得到：

当试件沿结构面发生剪切破坏时，主应力之间存在以下关系，

其中：cj和φj为结构面的黏结力和内摩擦角；β为结构面倾角。……