双重孔隙介质的抗剪强度及弹塑性有限元分析

发布时间：2018-01-03 05:05

  本文关键词：双重孔隙介质的抗剪强度及弹塑性有限元分析　出处：《岩石力学与工程学报》2015年S1期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：考虑裂隙的连通率、间距、孔隙基质和裂隙材料在表征单元(REV)中的体积分数,认为双重孔隙介质的黏聚力Nc及内摩擦角Nφ是随方向变化的,从而进一步完善相应的确定方法,并证明所建立的Nc,Nφ计算式是合理的。在独自开发的二维弹塑性有限元程序中引入求得的Nc,Nφ,针对一个断面为矩形的地下洞室,拟定岩体中裂隙的连通率及间距不同的2种情况,进行数值模拟,考察围岩中的变形、应力和塑性区的分布与变化。所得结果显示:随着岩体裂隙连通率的增加,岩体的破碎程度变严重,黏聚力和内摩擦角下降,围岩中位移增大,主应力等值线发生明显变化,塑性区加速扩展,并且位移、应力和塑性区的分布由对称变为不对称,围岩的各向异性表现越发显著;而随着裂隙间距的变大,围岩的动态与裂隙连通率增加时正好相反。
[Abstract]:Considering the connectivity, spacing, volume fraction of pore matrix and fissure material in the characterization unit, it is considered that the cohesion force NC and the internal friction angle N 蠁 of the double porosity medium vary with the direction. Thus, the corresponding determination method is further improved, and it is proved that the established formula of Ncn 蠁 is reasonable. The NcCU N 蠁 is introduced into the two-dimensional elastoplastic finite element program developed by ourselves. Aiming at a rectangular underground cavern, two cases of different connectivity and spacing of fractures in rock mass are proposed, and numerical simulation is carried out to investigate the deformation of surrounding rock. The distribution and variation of stress and plastic zone. The results show that with the increase of fracture connectivity of rock mass, the degree of rock mass fragmentation becomes serious, cohesion and internal friction angle decrease, and the displacement in surrounding rock increases. The principal stress contour changed obviously, the plastic zone expanded rapidly, and the distribution of displacement, stress and plastic zone changed from symmetry to asymmetry, and the anisotropy of surrounding rock became more and more obvious. However, with the increase of crack spacing, the dynamic state of surrounding rock is opposite to the increase of fracture connectivity.
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;中铁隧道勘测设计院有限公司;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732101) 国家自然科学基金资助项目(51379201)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言目前,在水利水电、石油开采、地热利用、核废物深埋处置及CO2地质封闭等工程领域,一般可将遍有节理的岩体看作为是具有双重孔隙 裂隙的材料。根据不同的地质环境,如温度场、渗流场、应力场及浓度场(如核素迁移)的组合存在,可建立对应的多场耦合模型。而对于其中的应力平

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1372479