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    馬蹄形隧道圍巖非線性變形破壞的數值模擬研究

    龔斌; 唐春安 大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室; 遼寧大連116024
    • 主應力方向
    • 馬蹄形隧洞
    • 圍巖穩定
    • 巖體破壞

    摘要:主應力方向不同時,隧道圍巖所處的應力環境也會不同,針對不同方向主應力作用下隧道圍巖破壞規律,通過統計損傷理論和數值模擬方法,采用主應力逐級加載的方式,模擬了馬蹄形隧道在不同主應力傾角下的破壞模式,并與模型試驗結果相對比,驗證軟件模擬結果的可靠性。為了更加真實模擬隧道洞室的實際受力情況,進一步引入離心加載法定量計算隧洞的整體安全系數。結果表明,主應力方向對馬蹄形隧道圍巖穩定有重要影響,當θ=0°時,隧道兩側產生了較大的剪切應力集中,破壞較為嚴重;當θ=30°、45°、60°時,拱頂和底板首先產生破裂,但破裂區擴展規律不同;當θ=90°,在底板位置處破壞顯著。同時,當θ=0°和30°時,隧道的安全系數較大;當夾角θ=45°時,隧道的安全系數最小等。這些結果對進一步揭示隧洞圍巖復雜的破壞行為,評價地下工程安全穩定性,采取合理的支護措施等均具有重要意義。

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