考慮水-巖作用的含水巖石本構(gòu)模型研究及應(yīng)用.pdf

1、在地下工程中，巖石內(nèi)部孔隙水的存在不僅會影響巖石物理力學性質(zhì)，還會進一步影響工程巖體的穩(wěn)定性。因此，如何評價水-巖作用下含水巖石的穩(wěn)定性已成為巖石力學與工程領(lǐng)域中的研究重點之一。本文通過理論分析、室內(nèi)試驗與數(shù)值二次開發(fā)相結(jié)合的方法，對含水巖石受載時水對巖石的劣化作用及有效應(yīng)力控制巖石變形破壞機理進行了較為系統(tǒng)地研究，建立了含水巖石本構(gòu)模型，探討了含水巖石的失穩(wěn)破壞機制，主要工作如下：
　　首先，基于含水巖石室內(nèi)三軸壓縮試驗，分析了

2、不同含水率條件下巖石粘聚力、抗壓強度、彈性模量等力學參數(shù)的劣化規(guī)律，探討了水-巖作用損傷機理。同時通過數(shù)值模擬研究了含水巖石內(nèi)部孔隙水壓力的產(chǎn)生機理及其影響因素，分析了不同飽和度及孔隙結(jié)構(gòu)對孔隙水壓力的影響規(guī)律。依據(jù)有效應(yīng)力原理，基于Gassmann方程分析了體應(yīng)力和偏應(yīng)力作用下含水巖石的應(yīng)力狀態(tài)，推導了有效應(yīng)力計算公式，獲得了有效應(yīng)力系數(shù)與巖石孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系，揭示了含水巖石有效應(yīng)力作用機理。
　　其次，基于理論與試驗獲得的強度變

3、形參數(shù)劣化規(guī)律及有效應(yīng)力系數(shù)演化規(guī)律，以Mohr-Coulomb準則為基礎(chǔ)，推導了水-巖作用控制方程的增量形式，對屈服函數(shù)和強度準則進行了應(yīng)力修正，并借助FLAC3D數(shù)值軟件中UDM接口，利用 VC++計算機語言，對水-巖作用下的含水巖石本構(gòu)模型進行了二次開發(fā)。開發(fā)的模型能夠綜合考慮孔隙水對粘聚力、彈性模量等參數(shù)的影響及應(yīng)變對有效應(yīng)力系數(shù)的影響作用，更真實地反映含水巖石變形破壞特征。
　　最后，利用二次開發(fā)的含水巖石本構(gòu)模型研究了