基于应变软化的隧道锚渐进破坏过程探究

基于应变软化的隧道锚渐进破坏过程探究

论文摘要

隧道锚的破坏模式可以揭示其承载力的组成和阶段特征,隧道锚渐进破坏过程及其最终破坏形态的研究是隧道锚领域的基本科学问题。为探究隧道锚在工程荷载下的渐进破坏过程,弄清该过程中锚岩系统承载特性,首先基于FLAC3D内置的应变软化本构,并借鉴边坡滑面搜索方法,成功追踪锚岩系统破裂面的产生、扩展过程,确定破裂面的最终形态。进而分析破裂面上岩体参数弱化规律以及附加应力随工程荷载的变化规律,同时也分析附加应力、抗剪力沿锚体轴向的分布规律。在此基础上深入剖析工程荷载下隧道锚的承载特性,所得主要结论如下:(1)隧道锚的破坏具有明显的渐进特征,破坏面多自锚碇底端与围岩接触处启裂,并逐渐向上延伸至周围岩体,直至整体剪出。隧道锚的破坏模式既非沿锚–岩界面剪切破坏,也非圆台形破坏,而是自下而上整体呈下窄上宽的喇叭形。(2)峰值承载力前,附加应力沿锚碇轴向近似呈梯形分布;越靠近锚碇底部,附加应力值越大;(3)伴随着破坏过程,破坏面上强度参数逐步弱化,应力扰动区域内岩体参数也伴随发生不同程度的弱化,(4)隧道锚渐进破坏过程中,隧道锚的承载力也在发生变化,依托工程的初始抗力为2.26×106kN,极限承载力为5.90×106kN。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王东英,汤华,尹小涛,邓琴,周万春

关键词: 隧道工程,隧道锚,渐进破坏,力学参数弱化,附加应力分布,承载力

来源: 岩石力学与工程学报 2019年S2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: 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室,中国科学院大学,云南省交通规划设计研究院

基金: 国家自然科学基金资助项目(41202226,51778609)~~

分类号: U455

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2017.1497

页码: 3448-3459

总页数: 12

文件大小: 1356K

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