非均質(zhì)巖體壓剪破壞數(shù)值模擬研究.pdf

1、巖體作為工程上廣泛遇見的復(fù)雜工程介質(zhì),具有非均質(zhì)特征,因此計算巖石的剪切破壞等損傷問題一直是學者們研究的熱點,如地下硐室在受到頂板自重而產(chǎn)生的塑性變形區(qū)域已成為研究學者們關(guān)注的重點。傳統(tǒng)的有限元計算法,是建立在均質(zhì)性假設(shè)基礎(chǔ)之上,不能較真實的模擬巖石壓剪破壞后形成的自然彈塑性狀態(tài)。本文基于韋伯分布理論,利用FORTRAN語言,依據(jù)非均質(zhì)巖石剪切破壞準則,采用彈性全量法分級加載,編寫出非均質(zhì)巖石剪切破壞程序。基于非均質(zhì)巖石彈塑性平面理論,

2、模擬計算矩形非均質(zhì)巖石損傷狀態(tài),得出巖石的應(yīng)力場和變形場明顯受到巖石非均質(zhì)性的影響,巖石損傷的基元數(shù)量多,其分布表現(xiàn)出無序、隨機的特點。繼而模擬非均質(zhì)拱形硐室在受壓荷載作用下的變形、破壞分析。得出由于硐室上覆巖層重力壓荷載作用下,拱形硐室的頂?shù)装迨歉邞?yīng)力集中區(qū),硐室上部區(qū)域出現(xiàn)明顯的漏斗形破壞區(qū)域,下部出現(xiàn)明顯的倒漏斗破壞區(qū)域。由此可得出,在高應(yīng)力作用下,頂板極易發(fā)生坍塌,底板極易發(fā)生底鼓。雖然硐室兩幫沒有承受到過大的拉應(yīng)力,但是由于硐