基于工程混合物理论的饱和裂隙岩体组合本构模型

发布时间：2024-04-18 22:07

　　为了从理论和数值上分析饱和岩体工程的变形和稳定,需要创建饱和裂隙岩体本构模型。根据工程混合物理论,把饱和多孔介质应变分解为骨架应变、固相基质应变和流体基质应变。通过均匀化响应原理建立了饱和多孔介质的势函数本构理论,提出Terzaghi有效应力决定骨架应变、固相基质应力决定固相基质应变和裂隙孔压决定流相基质体应变等本构规律。根据经典岩体力学理论,把饱和裂隙岩体视为由裂隙构成孔隙的饱和多孔介质,建立了饱和裂隙岩体的组合本构模型。算例分析表明:根据本文理论建立的饱和裂隙岩体组合模型能够合理考虑裂隙流体的浮托力,具有较小的孔压系数和各向异性的受力特性。饱和裂隙岩体组合模型可用于海底隧道裂隙围岩在开挖过程中的流固耦合工程特性分析。

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1节理组示意图[3]

岩体节理一般分布多组节理。对于多节理面，每组节理面都独立设置局部坐标系。图1所示为岩体单元体内第α组节理分布图。上标α代表第α组节理，Sα为第α组节理间距，节理局部直角坐标轴为（na,sa,ta),na为节理面单位内法向向量，sa为节理面单位走向向量，单位向量ta根据右手准则确定....

图4海底隧道地质图

图3孔压随裂隙部位岩体应变变化隧道横截面变形按二维平面应变问题分析，此时式（14）和式（25）简化为：

图2外荷载随裂隙部位岩体应变变化

图4所示为海底隧道的横截面图。海水深40.0m，在离海底17.0m深岩层处建设一座直径为15m的海底隧道。隧道围岩中发育有两组裂隙，节理产状和力学参数见表1，完整岩块力学参数见表2，参数取值见文献[22]，由于完整岩块在剪切作用下具有明显的剪胀效应，当采用非线性弹性模型来模....

图3孔压随裂隙部位岩体应变变化

图2外荷载随裂隙部位岩体应变变化图4海底隧道地质图

本文编号：3957805