铁道科学与工程学报
鐵道科學與工程學報
철도과학여공정학보
JOURNAL OF RAILWAY SCIENCE AND ENGINEERING
2011年
1期
52-58
,共7页
泥质页岩%隧道%变形%剑桥模型%多孔介质
泥質頁巖%隧道%變形%劍橋模型%多孔介質
니질혈암%수도%변형%검교모형%다공개질
针对泥质页岩多孔、遇水易分解的岩性,基于剑桥粘土模型,建立了一个涉及多孔岩土材料的弹塑性本构模型,并数值模拟了某软弱泥质页岩隧道的力学行为.从混合理论出发,把泥质页岩体看成一个由固体(土)-流体(水)-气体(气)组成的三相混合体,引入有效应力的概念,建立了一个适用于工程实践的本构模型,该本构准则反映了有效应力与固相矩阵形变之间的发展方程、饱和度与吸力之间的关系方程以及液相和气相状态下,相关联的流动法则与固有压力的发展方程.开发了基于FORTRAN语言的大型有限元计算程序以及适用于泥质页岩多孔弹塑性土体的POROSTONE材料子程序,对某软弱泥质页岩隧道进行了数值模拟,并与现场实测数据进行了比较分析.研究结果表明:该多孔弹塑性模型能较为真实地反映泥质页岩土体遇水易分解的特性;围岩变形在前期的变形速率很快,在后期变形的速率减缓,但稳定下来的时间也比较长;泥质页岩隧道两侧拱脚处的围岩压应力较大,应当加强辅助措施在施工中的应用,尤其适宜加设锁脚锚杆以改善型钢支护的受力状态.
針對泥質頁巖多孔、遇水易分解的巖性,基于劍橋粘土模型,建立瞭一箇涉及多孔巖土材料的彈塑性本構模型,併數值模擬瞭某軟弱泥質頁巖隧道的力學行為.從混閤理論齣髮,把泥質頁巖體看成一箇由固體(土)-流體(水)-氣體(氣)組成的三相混閤體,引入有效應力的概唸,建立瞭一箇適用于工程實踐的本構模型,該本構準則反映瞭有效應力與固相矩陣形變之間的髮展方程、飽和度與吸力之間的關繫方程以及液相和氣相狀態下,相關聯的流動法則與固有壓力的髮展方程.開髮瞭基于FORTRAN語言的大型有限元計算程序以及適用于泥質頁巖多孔彈塑性土體的POROSTONE材料子程序,對某軟弱泥質頁巖隧道進行瞭數值模擬,併與現場實測數據進行瞭比較分析.研究結果錶明:該多孔彈塑性模型能較為真實地反映泥質頁巖土體遇水易分解的特性;圍巖變形在前期的變形速率很快,在後期變形的速率減緩,但穩定下來的時間也比較長;泥質頁巖隧道兩側拱腳處的圍巖壓應力較大,應噹加彊輔助措施在施工中的應用,尤其適宜加設鎖腳錨桿以改善型鋼支護的受力狀態.
침대니질혈암다공、우수역분해적암성,기우검교점토모형,건립료일개섭급다공암토재료적탄소성본구모형,병수치모의료모연약니질혈암수도적역학행위.종혼합이론출발,파니질혈암체간성일개유고체(토)-류체(수)-기체(기)조성적삼상혼합체,인입유효응력적개념,건립료일개괄용우공정실천적본구모형,해본구준칙반영료유효응력여고상구진형변지간적발전방정、포화도여흡력지간적관계방정이급액상화기상상태하,상관련적류동법칙여고유압력적발전방정.개발료기우FORTRAN어언적대형유한원계산정서이급괄용우니질혈암다공탄소성토체적POROSTONE재료자정서,대모연약니질혈암수도진행료수치모의,병여현장실측수거진행료비교분석.연구결과표명:해다공탄소성모형능교위진실지반영니질혈암토체우수역분해적특성;위암변형재전기적변형속솔흔쾌,재후기변형적속솔감완,단은정하래적시간야비교장;니질혈암수도량측공각처적위암압응력교대,응당가강보조조시재시공중적응용,우기괄의가설쇄각묘간이개선형강지호적수력상태.
