為解決復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造條件下隧洞開挖后圍巖支護(hù)問題,根據(jù)圍巖應(yīng)力分布曲線特征,將圍巖劃分為彈性區(qū)和塑性區(qū)。結(jié)合Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則,建立圍巖彈塑性損傷本構(gòu)模型,分析隧洞開挖后引起的圍巖損傷力學(xué)性能劣化和卸載時擴(kuò)容效應(yīng)的作用,推導(dǎo)出隧洞圍巖在損傷和擴(kuò)容條件下彈塑性區(qū)的解析解。研究表明:隨著損傷和擴(kuò)容程度的增加,支護(hù)阻力和塑性區(qū)位移明顯增大;塑性區(qū)半徑越大時,切向應(yīng)力峰值遠(yuǎn)離隧洞壁,在一定范圍內(nèi)對圍巖的穩(wěn)定影響越深;隨著中間主應(yīng)力系數(shù)的增大,支護(hù)阻力隨之減小,考慮中間主應(yīng)力系數(shù)時對支護(hù)參數(shù)的優(yōu)化更加有利。 

【文章來源】：中國安全科學(xué)學(xué)報. 2020年07期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圍巖力學(xué)模型

隧洞開挖過程中，圍巖在一定范圍內(nèi)會產(chǎn)生微裂縫并不斷地擴(kuò)展，巖體的力學(xué)性能劣化，進(jìn)而造成隧洞圍巖失穩(wěn)破壞。巖石在單向壓縮條件下，將整個過程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線簡化為雙線性曲線[11]，如圖2所示。AB段為線彈性階段，彈性模量為E,GPa;BC段為塑性損傷軟化階段，降模量為λ;B點(diǎn)為峰值強(qiáng)度σc，此處的應(yīng)變?yōu)棣與，ε為單軸壓縮下的應(yīng)變。當(dāng)巖石在單軸壓縮下到達(dá)峰值強(qiáng)度前的損傷可以忽略，超過峰值強(qiáng)度后出現(xiàn)的損傷為線性各向同性損傷演化[9]。用損傷變量D來描述巖體的弱化作用，因此，在單向壓縮下隧洞圍巖的一維損傷演化方程可表示為[12]:

圖3 支護(hù)阻力與塑性區(qū)半徑的關(guān)系


本文編號：2951282