深隧道围岩分区破裂的数学模拟

作     者：戚承志 钱七虎 王明洋 陈剑杰 QI Cheng-zhi;QIAN Qi-hu;WANG Ming-yang;CHEN Jian-jie

作者机构：北京建筑工程学院工程结构与新材料北京市高校工程研究中心北京100044 解放军理工大学工程兵工程学院南京210007 西北核技术研究院西安710024 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2012年第33卷第11期

页      面：3439-3446页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0813[工学-建筑学] 0901[农学-作物学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然基金资助项目(No.51174012) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2010CB732003) 北京市自然基金资助项目(No.KZ200810016007) 非线性动立系统建模与分析团队(No.PHR201107123) 

主　　题：深隧道 分区破裂 应变梯度理论 

摘      要：该研究为先前深隧道围岩分区破裂现象内变量梯度塑性模型的进一步发展。利用应变梯度模型研究了深隧道围岩的分区破裂现象。作为额外的状态变量,在此引入应变梯度这一新变量。利用虚功原理得到了深隧道围岩的平衡方程、边界条件和流动准则,利用Clausius-Duhem不等式获得了岩体的本构方程。对于圆形深隧道,由上述模型的一般方程得到了弹性变形情况下、具有下降段的弹塑性变形情况下和不考虑弹性变形的塑性变形情况下圆形深隧道围岩的支配方程,得到了解析解,并讨论了解析解的性质。这一模型不仅扩展了隧道围岩的经典弹塑性模型,也为下一步数值研究深隧道围岩的分区破裂现象奠定了理论基础。