偶应力对层状岩体结构面边界层效应的影响

在压剪载荷作用下，层状岩体结构面附近的剪切变形梯度非常显著。基于偶应力理论，研究层状岩体结构面边界层效应。利用有限单元方法进行数值计算，并将偶应力理论的计算结果与经典弹性理论的结果进行比较。采用serendipity单元（s单元），导出s单元内的插值函数及位移插值公式。利用ansys进行前处理，并基于matlab编制经典理论和偶应力理论相应的计算和后处理程序。结果表明：偶应力对层状岩体结构面剪应变有显著影响，尺度效应明显。相对于经典弹性理论，在偶应力理论中，应变量减小，并在边界层附近出现过渡区；剪应变突变现象得以改善，但剪应力不再连续。特征长度影响过渡区域的大小，但第二剪切模量、泊松比、弹性模量不改变过渡区域的大小。