變埋深下軟弱破碎隧道圍巖漸進(jìn)性破壞試驗與數(shù)值模擬

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內(nèi)容簡介

　　以一定范圍內(nèi)埋深(25-60 m)的3車道公路隧道軟弱破碎圍巖（公路隧道IV級)為研究對象，研制相似模型材料和配套試驗設(shè)備，再現(xiàn)開挖后圍巖的漸進(jìn)性破壞全過程，分析不同埋深下圍巖的應(yīng)力場特征。通過模型材料室內(nèi)試驗獲取巖體相關(guān)計算參數(shù)，引入彈塑性損傷本構(gòu)模型對試驗工況進(jìn)行有限元數(shù)值模擬，計算結(jié)果與模型試驗吻合較好。綜合模型試驗和數(shù)值模擬結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：(1)圍巖破壞區(qū)是隧道塌落荷載的來源，主要集中在拱頂上方區(qū)域，在兩側(cè)邊墻下方和拱底也有局部存在；f2)隧道埋深對圍巖破壞區(qū)域大小有重要影響，隨著埋深的增大，圍巖破壞區(qū)域呈漸進(jìn)擴(kuò)大趨勢；(3)圍巖內(nèi)的周向應(yīng)力在隧道開挖后先升高而后逐漸降低，其最大值所在位置即對應(yīng)壓力拱位置，且該位置隨著破壞區(qū)域的擴(kuò)大而不斷向圍巖內(nèi)部移動，形成動態(tài)壓力拱現(xiàn)象：(4)通過對圍巖內(nèi)部周向應(yīng)力最大值的測試來獲取隧道壓力拱范圍，并進(jìn)而確定圍巖塌落荷載大小，這在理論上是可行的。

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