隧道施工過程圍巖損傷破壞數(shù)值模擬方法研究.pdf

1、軟弱破碎圍巖隧道在開挖過程中的變形破壞以及穩(wěn)定性問題一直是設(shè)計、施工人員以及眾多學(xué)者關(guān)心的問題。大量的隧道工程實踐表明，圍巖巖體的破壞失穩(wěn)過程，就是巖體在開挖荷載作用下其損傷隨時間發(fā)展的漸進破壞過程。
　　 本文通過數(shù)值模擬方法進行了隧道施工過程中圍巖的損傷演化及漸進破壞規(guī)律的研究，并對隧道現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)意見。⑴首先結(jié)合隧道巖石的破壞特征，即巖石的全應(yīng)力應(yīng)變曲線，探討巖石的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立巖石的損傷破壞演化方程。采用巖石的雙

2、線性應(yīng)變軟化應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系，基于應(yīng)變能密度理論建立了巖石細觀單元的損傷破壞判別準(zhǔn)則。⑵基于上述理論，通過FLAC中的FISH語言開發(fā)了巖石的二維損傷破壞計算程序，并通過荷載控制的靜態(tài)加載方式，對巴西劈裂和中間裂隙拉伸試驗進行二維的損傷破壞數(shù)值模擬；然后在二維的基礎(chǔ)上，通過FLAC3D開發(fā)了巖石的三維損傷破壞計算程序，并通過動態(tài)位移加載方式，進行了巴西劈裂的三維損傷破壞數(shù)值模擬。模擬結(jié)果驗證了損傷模型和計算程序的正確性和可行性。⑶利用巖