隧道施工過(guò)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(kāi)挖過(guò)程中的變形破壞以及穩(wěn)定性問(wèn)題一直是設(shè)計(jì)、施工人員以及眾多學(xué)者關(guān)心的問(wèn)題。大量的隧道工程實(shí)踐表明，圍巖巖體的破壞失穩(wěn)過(guò)程，就是巖體在開(kāi)挖荷載作用下其損傷隨時(shí)間發(fā)展的漸進(jìn)破壞過(guò)程。
　　 本文通過(guò)數(shù)值模擬方法進(jìn)行了隧道施工過(guò)程中圍巖的損傷演化及漸進(jìn)破壞規(guī)律的研究，并對(duì)隧道現(xiàn)場(chǎng)施工提供指導(dǎo)意見(jiàn)。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(xì)觀單元的損傷破壞判別準(zhǔn)則。⑵基于上述理論，通過(guò)FLAC中的FISH語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了巖石的二維損傷破壞計(jì)算程序，并通過(guò)荷載控制的靜態(tài)加載方式，對(duì)巴西劈裂和中間裂隙拉伸試驗(yàn)進(jìn)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(guò)FLAC3D開(kāi)發(fā)了巖石的三維損傷破壞計(jì)算程序，并通過(guò)動(dòng)態(tài)位移加載方式，進(jìn)行了巴西劈裂的三維損傷破壞數(shù)值模擬。模擬結(jié)果驗(yàn)證了損傷模型和計(jì)算程序的正確性和可行性。⑶利用巖