考虑结构面损伤的岩石本构模型 与工程应用

摘要：

含结构面的岩体在应力加载-卸载作用下破坏机理非常复杂,建立含结构面岩体的损伤本构模型是研究的难点.通过对含结构面的岩体建立三维数值模型,研究分析岩体在三轴压缩下的破坏特征,发现含结构面岩体的峰值随着围岩的增加而升高,在单轴压缩下,岩体的峰后强度几乎为零;且含结构的面岩体存在损伤阀值点,得出了岩体损伤劣化行为发生的原因.根据微元统计理论建立了损伤变量与岩体劣化破坏之间的概率密度关系,通过引入修正系数调整了岩体因含有结构面的初始损伤,并拟合出围压与峰前弹性模量的非线性关系,推导出含结构面岩体的损伤本构方程.与已有损伤本构方程进行数据对比,发现本方程可更加准确描述结构面的损伤演化特征,通过FISH语言实现对FLAC3D的二次开发,将本构方程程序化,并以此研究分析了青岛某交叉隧道施工中的沉降问题,发现采用损伤本构模型计算结果与现场实测数据吻合程度较高,反映出损伤本构模型能较好的描述风化花岗岩的损伤劣化效应.建立的含结构面岩体的损伤本构方程对实际施工及理论研究具有重要的参考价值.

关键词：含结构面岩体、损伤本构方程、交叉隧道、数值分析、工程应用

所属期刊栏目：19

分类号：TU94+2(地下建筑)

资助基金：国家自然科学基金面上项目41472280、51774196;中国博士后科学基金2016M592221;山东省自然科学基金ZR2017MEE069

在线出版日期：2019-09-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：305-311