軟巖巷道圍巖的蠕變機(jī)理數(shù)值模擬研究.pdf

1、許多地下工程巷道需穿越復(fù)雜軟巖地層,軟巖巷道的支護(hù)和穩(wěn)定性問(wèn)題越來(lái)越突出,軟巖巷道圍巖的蠕變變形機(jī)理研究是解決支護(hù)和穩(wěn)定性問(wèn)題的關(guān)鍵。本文基于不同含水率條件下的泥巖壓縮蠕變曲線(xiàn)選定蠕變模型并確定其參數(shù),然后利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件對(duì)軟巖巷道圍巖的蠕變過(guò)程進(jìn)行模擬,得出以下圍巖蠕變機(jī)理:1、基于不同含水率條件的單軸蠕變實(shí)驗(yàn),通過(guò)數(shù)值擬合發(fā)現(xiàn)隨著含水率的增加,巖石的模量和粘滯系數(shù)減小,蠕變量和蠕變速率也增大。2、通過(guò)數(shù)值模擬粘彈性圍巖和

2、粘彈塑性圍巖的蠕變曲線(xiàn),表明巷道開(kāi)挖后初期圍巖表面蠕變速率最大,隨后進(jìn)入衰減蠕變,然后進(jìn)入定常蠕變。距離巷道表面越遠(yuǎn),其蠕變量和蠕變速率越小。3、粘彈性圍巖應(yīng)力開(kāi)始有個(gè)調(diào)整期,進(jìn)入定常蠕變就緩慢的變化,環(huán)向應(yīng)力表面最大,其最終應(yīng)力集中系數(shù)趨于2。粘彈塑性圍巖環(huán)向應(yīng)力有個(gè)應(yīng)力峰值,其位置是彈性和塑性的分界線(xiàn)。在蠕變初始階段塑性區(qū)不斷增大,到達(dá)定常蠕變之后塑性區(qū)范圍不再擴(kuò)大。4、隨著含水率的增加,抗剪強(qiáng)度降低,圍巖變形量和變形速率增大,塑性