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热-应力-损伤耦合作用下深埋隧洞围岩稳定性分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2014.8.10
  • 页码:2375-2384
  • 分类:TU457[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]长江大学城市建设学院,湖北荆州434023, [2]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,武汉430071, [3]中国地质大学工程学院,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.41102182);中国石油科技创新基金(No.2011D-5006-0603);岩土力学与工程国家重点实验室开放基金(No.Z013007);湖北省建设科技计划项目(No.2011-119).
  • 相关项目:泥岩渗流-应力耦合特性及其渗透性演化的自修复效应研究
中文摘要:

以热力学和弹塑性力学理论为基础,分析岩石热-力完全耦合作用及其对力学参数和热特性参数的影响,建立了岩石热-力-损伤耦合模型及其参数演化方程,以ABAQUS软件为平台对其进行二次开发,并通过典型算例验证了岩石热-力完全耦合的重要性。然后以某深埋软岩隧洞为例,研究温度和开挖卸载共同作用下的隧洞围岩力学行为和损伤过程。计算结果表明:温度对岩石的力学性质和损伤演化过程影响显著,开挖损伤和热应力诱发的损伤对围岩热力学参数的影响不可忽略;所提出的力学模型可以有效反映围岩损伤演化、调热圈演化以及热力学参数演化,具有一定的借鉴作用。

英文摘要:

Based on the theories of thermo-mechanics and elastoplastic mechanics, the thermo-mechanical coupling effects of rock and their effects on mechanical and thermal parameters are analyzed. By defining the evolution equations of thermo-mechanical coupling parameters under the damage of temperature effects and mechanics, a new coupled thermo-mechanical damage model with improved Mohr-Coulomb criterion is established, and the numerical implementation in ABAQUS is given. Using finite element method, a typical example was given to verify the importance of the thermo-mechanical fully coupling of rock. Taking a deep tunnel of clay stone as background, the evolution and distribution of damage, temperature and coupling parameters of the surrounding rock are simulated in detail. The results show that the temperature has a great influence on rock properties and damage evolution. Also, the damage by excavation and thermal stress has a great influence on conducting and diffusing of heat. The proposed model can depict the excavation damage, control heat circle and coupling parameters evolution, and may provide a new tool for associated applications.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873