【摘要】：采用基于FEM和連續(xù)損傷力學的RFPA數(shù)值模擬軟件,首先從實驗室尺度出發(fā),建立了模擬的SHPB(split Hoplinson pressure bar)數(shù)值模型,分析了不同初始地應力作用下巖石材料的動態(tài)力學特性。數(shù)值模擬結果表明,巖石的動態(tài)壓縮強度隨著埋深與初始水平地應力與垂直地應力比值K的增加而增加。隨后,從巖石工程尺度,考慮巖體內的不連續(xù)節(jié)理面的影響。建立動荷載作用下節(jié)理巖體地下洞室數(shù)值模型,系統(tǒng)分析了柱面波和平面波在節(jié)理巖體內部的傳播規(guī)律以及節(jié)理力學性質和空間分布對地下洞室動態(tài)響應的影響。研究表明,除節(jié)理面處透反射和巖體損傷破壞導致的波衰減外,柱面波存在額外的幾何衰減。同時,節(jié)理的力學性質與空間分布直接決定了應力波在節(jié)理面處的透反射規(guī)律,從而進一步影響了地下硐室的破壞程度與硐室壁處PPV(Peak particle velocity)結果。
[Abstract]:Using the RFPA numerical simulation software based on FEM and continuous damage mechanics, the simulated SHPB (split Hoplinson pressure bar) numerical model is established from the laboratory scale, and the dynamic mechanical properties of rock materials under different initial in-situ stresses are analyzed. The numerical simulation results show that the dynamic compressive strength of the rock increases with the increase of the ratio K between the buried depth and the initial horizontal stress and the vertical ground stress. Then, from the scale of rock engineering, the influence of discontinuous joints in rock mass is considered. The numerical model of underground cavern in jointed rock mass under dynamic load is established. The propagation law of cylindrical wave and plane wave in jointed rock mass and the influence of mechanical properties and spatial distribution of joints on the dynamic response of underground cavern are systematically analyzed. It is shown that, in addition to wave attenuation caused by reflection at joint surface and damage and failure of rock mass, there is additional geometric attenuation of cylindrical wave. At the same time, the mechanical properties and spatial distribution of joints directly determine the reflection law of stress waves at the joint surface, which further affects the failure degree of underground chambers and the PPV (Peak particle velocity) results at the chamber walls.
【作者單位】： 大連理工大學巖石破裂與失穩(wěn)研究所;香港理工大學土木與環(huán)境工程學系;天津大學建筑工程學院水利工程仿真與安全國家重點實驗室;四川大學水力學與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室;
【基金】：中國香港研究資助項目(25201814) 國家自然科學基金項目(41402241) 國家重點基礎研究發(fā)展計劃(“973”計劃)項目(2014CB047103)
【分類號】：TU45

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