基于分形理论的围岩动静力组合损伤研究

发布时间：2018-03-31 22:17

  本文选题：深埋隧洞　切入点：爆破开挖　出处：《爆破》2016年02期

【摘要】：深埋隧洞爆破开挖过程中,爆炸荷载和地应力的共同作用是造成围岩损伤的主要原因,威胁到岩体工程的安全。首先在原有裂纹分形模型基础上,引入最大拉应力理论和应变能密度理论作为联合判据,同时考虑岩体拉伸和压缩损伤对围岩参数的劣化影响,建立适合于高地应力条件下的爆破开挖拉-压剪损伤本构模型。然后将模型成功嵌入到动力有限元数值分析中,对锦屏水电站引水隧洞爆破开挖损伤效应进行动力计算,并与实测数据进行对比。在此基础上研究了相同地应力环境下,不同爆炸装药条件对围岩损伤的影响规律。结果表明:岩体损伤区中,内损伤区损伤程度大,主要受爆炸荷载拉-压剪联合损伤作用;外损伤区,损伤程度相对较轻,主要受地应力影响。当爆炸荷载达到一定量级后,随着爆炸荷载的增大,围岩的损伤区先快速增大,然后增速减缓,但内外损伤区的差值,则是先减小后增大。
[Abstract]:During the blasting excavation of deep buried tunnel, the joint action of explosion load and in-situ stress is the main cause of surrounding rock damage and threatens the safety of rock mass engineering. The maximum tensile stress theory and the strain energy density theory are introduced as the combined criteria, and the influence of the tensile and compressive damage of rock mass on the deterioration of surrounding rock parameters is considered. A tension-compression shear damage constitutive model for blasting excavation under high ground stress is established, and then the model is successfully embedded into the dynamic finite element numerical analysis to calculate the blasting damage effect of the diversion tunnel of Jinping Hydropower Station. On the basis of the comparison with the measured data, the effects of different explosive charge conditions on the surrounding rock damage under the same in-situ stress environment are studied. The results show that the damage degree of the inner damage zone is large in the rock mass damage zone. The external damage zone is relatively light and mainly affected by in-situ stress. When the explosive load reaches a certain order of magnitude, the damage zone of surrounding rock increases rapidly with the increase of explosion load. Then the growth rate slowed down, but the difference between inside and outside damage zone was decreased first and then increased.
【作者单位】： 武汉理工大学土木工程与建筑学院;武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室;湖北省电力建设第二工程公司;
【基金】：国家自然科学基金青年基金(No.51309183) 湖北省自然科学基金面上项目(No.2014CFB848) 2015年国家级大学生创新创业训练计划项目(No.20151049706036)
【分类号】：O38

【参考文献】

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本文编号：1692711