裂纹对直墙拱形隧道围岩损伤破坏模式的影响规律研究
本文选题:裂纹 + 数值模拟 ; 参考:《岩土力学》2017年12期
【摘要】:运用不同的有限元分析软件(RFPA~(2D)、ABAQUS)模拟研究隧道周边裂纹对直墙拱形隧道围岩稳定性的影响。裂纹分布在隧道拱底、边墙、拱肩、拱顶等部位,将两种数值模拟方法进行对比分析,研究隧道周边裂纹的起裂、扩展机制及隧道围岩在围压载荷作用下的破坏形式。为了验证数值模拟结果,采用水泥砂浆制作隧道模型进行模型试验并与数值模拟结果进行对比分析,其数值分析与模型试验结果较为一致。结果表明,隧道墙脚处的裂纹是隧道围岩破坏的较弱位置;隧道拱顶圆弧位置处的裂纹与隧道拱顶圆弧圆心成45°夹角时,隧道模型的抗压强度最低,稳定性最差;隧道在围压作用下,破坏形式主要是拱底、拱顶的拉伸破坏和边墙、裂纹尖端的压剪破坏。
[Abstract]:Using different finite element analysis software (RFPA~ (2D), ABAQUS) to simulate the influence of tunnel surrounding cracks on the stability of the surrounding rock of a straight wall arch tunnel. The cracks are distributed at the bottom of the tunnel arch, side wall, arch shoulder and vault, and the two numerical simulation methods are compared and analyzed to study the crack initiation, the expansion mechanism and the surrounding rock in the tunnel. In order to verify the numerical simulation results, a tunnel model is made with cement mortar to make a model test and compare with the numerical simulation results. The numerical analysis is in agreement with the model test results. The results show that the crack at the foot of the tunnel wall is the weaker position of the tunnel wall rock failure; the tunnel arch is the arch. When the cracks in the position of the top arc and the arch of the vault of the tunnel are 45 degrees, the compression strength of the tunnel model is the lowest and the stability is the worst. Under the confining pressure of the tunnel, the damage form is mainly the arch bottom, the tensile failure of the vault and the edge wall, and the pressure shear failure at the crack tip.
【作者单位】: 四川大学建筑与环境学院能源工程安全与灾害力学教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(No.11672194,No.11702181) 四川省安全监管局安全生产科技项目(No.aj20170515161307)~~
【分类号】:U451.2
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本文编号:1814594
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