隧洞开挖围岩动态卸载响应特征模拟研究

发布时间：2018-05-07 06:52

  本文选题：隧洞开挖 + 瞬态卸载　； 参考：《岩土力学》2015年05期

【摘要】：考虑隧洞瞬态开挖卸载并分析围岩的动态响应对研究其变形破坏机制非常重要。在静水压力圆形隧洞动态卸荷模型理论分析的基础上,采用FLAC3D的Fish语言开发了隧洞开挖动态卸载围岩响应模拟计算程序。验证算例模拟结果与理论结果对比,证明了程序的正确性,围岩的应力变化和体积应变增量均呈现由表及里的波浪型变化,能较好地模拟围岩的动态卸荷响应。根据Griffith强度准则计算得到的不同时刻围岩的损伤范围表明,考虑动态卸载时围岩的损伤区比采用静态分析要大。采用该程序分别模拟了不同卸载时间、卸载路径、隧洞形状、隧洞直径、地应力等条件下,隧洞动态卸载围岩的动态响应。结果表明,在卸载时间变短、先慢后快卸载路径、洞形为方形、洞径变大和地应力差值增大的条件下,隧道围岩内最大、最小主应力应力差也增大。深部隧洞采用瞬态卸载分析对于深入研究围岩变形破坏机制具有重要意义。
[Abstract]:It is very important to study the mechanism of deformation and failure by considering the transient excavation unloading and analyzing the dynamic response of surrounding rock. On the basis of theoretical analysis of dynamic unloading model of circular tunnel under hydrostatic pressure, a simulation program of dynamic unloading surrounding rock response of tunnel excavation is developed by using FLAC3D's Fish language. By comparing the simulation results with the theoretical results, it is proved that the program is correct. The stress variation and volumetric strain increment of surrounding rock show wave changes from outside to inside, which can well simulate the dynamic unloading response of surrounding rock. According to the Griffith strength criterion, the damage range of surrounding rock at different times shows that the damage zone of surrounding rock considering dynamic unloading is larger than that of static analysis. The dynamic response of surrounding rock under different unloading time, unloading path, tunnel shape, tunnel diameter and ground stress is simulated by the program. The results show that when the unloading time becomes shorter, the first slow and then fast unloading path, the hole shape is square, the hole diameter becomes larger and the in-situ stress difference increases, the maximum and the minimum principal stress stress difference increase in the surrounding rock of the tunnel. Transient unloading analysis of deep tunnel is very important for studying the deformation and failure mechanism of surrounding rock.
【作者单位】： 山东大学岩土与结构工程研究中心;深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室;安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心;
【基金】：国家自然科学基金青年基金(No.50904043) 山东大学自主创新基金(No.2012TS062)
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1855855