基于损伤力学的隧道围岩开挖损伤特性研究

作     者：李奥 张顶立 黄俊 董飞 孙振宇 侯艳娟 LI Ao;ZHANG Dingli;HUANG Jun;DONG Fei;SUN Zhenyu;HOU Yanjuan

作者机构：苏交科集团股份有限公司江苏省水下隧道绿色智慧技术工程研究中心南京210019 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 

基　　金：国家自然科学基金(51738002) 住建部科技项目(2019-K-110) 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2022年第39卷第11期

页      码：63-69页

摘      要：研究目的:隧道围岩损伤的存在直接影响围岩的力学特性和稳定性,如果控制不当,将可能造成围岩失稳、塌方事故,因此必须掌握围岩损伤特性及其演化机理,进而为围岩损伤控制提供依据。本文基于微震监测的现场实测结果,揭示不考虑构造应力条件下隧道开挖引发的围岩损伤分区特性,采用应变软化模型并引入损伤力学理论,推导隧道围岩损伤区范围的表达式,并与实测结果进行对比,进一步分析围岩损伤特性的影响因素。研究结论:(1)围岩高损伤理论预测和实测结果具有较好的一致性,且围岩越差时,两者差异越小;(2)围岩损伤区半径随着脆性系数λ/E的增大而增大,随着黏聚力c和内摩擦角φ的减小而增大;围岩高损伤区半径随着极限损伤参数D_(cr)的增大而增大,且增速越来越快;(3)极限损伤参数D_(cr)和脆性系数λ/E除了与围岩自身参数相关外,也与支护手段有关,通过有效的支护手段,可以将围岩损伤极限参数控制在较低的水平下,从而确保高损伤区范围较小;(4)本研究成果可为隧道围岩损伤预测及支护设计提供依据。

主 题 词：围岩开挖损伤 损伤力学 应变软化 损伤范围 极限损伤参数 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1006-2106.2022.11.011

馆 藏 号：203118521...