【摘要】：考慮巖石的脆性損傷特性,引入非線性的巖石脆性損傷本構(gòu)模型,將損傷演化方程從一維推廣到三維,建立巖石損傷變量與脆性參數(shù)的關(guān)系。將圓形巷道圍巖劃分為損傷殘余區(qū)、漸進(jìn)損傷區(qū)和彈性區(qū),采用彈脆性連續(xù)損傷理論,對(duì)巷道圍巖損傷范圍及應(yīng)力進(jìn)行求解。當(dāng)巷道周邊圍巖只出現(xiàn)漸進(jìn)損傷區(qū)時(shí),推導(dǎo)出巷道圍巖發(fā)生不同程度損傷的極限地應(yīng)力及損傷半徑;當(dāng)巷道出現(xiàn)損傷殘余區(qū)時(shí),考慮圍巖破壞后仍然具有殘余承載能力的特點(diǎn),推導(dǎo)出巷道圍巖損傷區(qū)半徑及圍巖應(yīng)力的表達(dá)式。通過(guò)算例分析了巖石損傷程度和脆性強(qiáng)弱對(duì)巷道圍巖損傷半徑及圍巖應(yīng)力場(chǎng)分布的影響,研究結(jié)果表明:巖石的脆性對(duì)損傷半徑的影響跟損傷程度有關(guān),巖石脆性越強(qiáng),圍巖切向應(yīng)力的峰值越大;巖石損傷程度越大、損傷半徑越大,切向應(yīng)力峰值離巷道壁面越遠(yuǎn)。
[Abstract]:Considering the brittle damage characteristics of rock, a nonlinear constitutive model of brittle damage of rock is introduced. The damage evolution equation is extended from one dimension to three dimensions, and the relationship between rock damage variable and brittle parameter is established. The surrounding rock of circular roadway is divided into three parts: residual damage zone, progressive damage zone and elastic zone. The damage range and stress of surrounding rock are solved by using the theory of elastic brittle continuous damage. When there is only progressive damage zone around the surrounding rock of roadway, the ultimate ground stress and damage radius of tunnel surrounding rock are deduced. When residual damage zone appears in roadway, considering the characteristics of residual bearing capacity of surrounding rock failure, the expressions of radius and stress of surrounding rock damage zone of roadway are derived. The influence of rock damage degree and brittleness on the radius of rock damage and the distribution of stress field of surrounding rock are analyzed by an example. The results show that the influence of rock brittleness on damage radius is related to the damage degree, and the stronger the rock brittleness is, the stronger the rock brittleness is. The peak value of tangential stress of surrounding rock is larger; The larger the damage degree of rock, the larger the damage radius and the farther the peak value of tangential stress is from the wall of roadway.
【作者單位】： 安徽理工大學(xué)煤礦安全高效開(kāi)采省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51374013) 高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20133415110006)
【分類號(hào)】：TD322

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本文編號(hào)：2374965