基于砂岩长期蠕变的隧道施工全过程动态模拟

论文摘要

以四面山隧道砂岩段为依托工程,对砂岩试样进行单轴不等距分级加载蠕变试验,研究砂岩长期蠕变特性.根据试验数据,选择ANSYS隐式蠕变11号方程,将其作为砂岩持续变形的本构方程,继而对四面山隧道施工全过程进行动态模拟分析.结果表明:应力加载第一阶段出现典型的减速蠕变阶段和等速蠕变阶段,减速蠕变阶段持续时间较长,应变率随时间增加而变小并逐渐趋于定值,等速蠕变阶段蠕变率保持不变;通过动态模拟获得隧道施工过程水平收敛、拱顶沉降及应力变化曲线,水平收敛和拱顶沉降分别于26和24 d左右变形趋于稳定,其对应值为11.2和11.5 mm,拱腰及拱脚处应力分别稳定于2.26和4.44 MPa;锚杆受最大拉应力为229.97 MPa,衬砌受最大压应力为3.41 MPa,均小于最大允许值,处于安全范围;经验证,模拟结果与现场实测数据基本吻合.

论文目录

• 1 砂岩单轴不等距分级加载蠕变试验
•   1.1 试样制备
•   1.2 试验设备
•   1.3 试验方法及步骤
•   1.4 试验结果分析
• 2 四面山隧道砂岩段施工全过程数值模拟
•   2.1 工程概况
•   2.2 模拟方法
•   2.3 模型参数
•   2.4 模型荷载及边界条件
•   2.5 模拟结果
•     2.5.1 隧道施工过程的围岩变形
•     2.5.2 隧道施工过程的应力分布
•     2.5.3 锚杆及衬砌受力
• 3 现场测试验证
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 任松,王小书,欧阳汛

关键词: 砂岩,长期蠕变,本构模型,数值模拟

来源: 中国矿业大学学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,中电建路桥集团有限公司

基金: 国家自然科学基金项目(51774057),重庆市研究生科研创新项目(CYS18020)

分类号: U456.3

DOI: 10.13247/j.cnki.jcumt.001057

页码: 1003-1011

总页数: 9

文件大小: 2470K

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