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(huì)影響巖石物理力學(xué)性質(zhì)，還會(huì)進(jìn)一步影響工程巖體的穩(wěn)定性。因此，如何評(píng)價(jià)水-巖作用下含水巖石的穩(wěn)定性已成為巖石力學(xué)與工程領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)之一。本文通過(guò)理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)與數(shù)值二次開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方法，對(duì)含水巖石受載時(shí)水對(duì)巖石的劣化作用及有效應(yīng)力控制巖石變形破壞機(jī)理進(jìn)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(jī)制，主要工作如下：
　　首先，基于含水巖石室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)，分析了

2、不同含水率條件下巖石粘聚力、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)參數(shù)的劣化規(guī)律，探討了水-巖作用損傷機(jī)理。同時(shí)通過(guò)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(jī)理及其影響因素，分析了不同飽和度及孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)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(dǎo)了有效應(yīng)力計(jì)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(jī)理。
　　其次，基于理論與試驗(yàn)獲得的強(qiáng)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(zhǔn)則為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了水-巖作用控制方程的增量形式，對(duì)屈服函數(shù)和強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行了應(yīng)力修正，并借助FLAC3D數(shù)值軟件中UDM接口，利用 VC++計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，對(duì)水-巖作用下的含水巖石本構(gòu)模型進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)的模型能夠綜合考慮孔隙水對(duì)粘聚力、彈性模量等參數(shù)的影響及應(yīng)變對(duì)有效應(yīng)力系數(shù)的影響作用，更真實(shí)地反映含水巖石變形破壞特征。
　　最后，利用二次開(kāi)發(fā)的含水巖石本構(gòu)模型研究了