极浅埋连拱隧道中隔墙顶部岩体塌方演化过程分析

中隔墙是连拱隧道的主要承载构件,若中隔墙顶部回填不密实极易引发顶部围岩的大变形或塌方,针对这一现象,研制了相似模型材料和配套试验设备,开展了相应的破坏性模型试验,研究了塌方的演化过程,并通过离散元UDEC数值模拟,再现了模型试验中隔墙顶部围岩塌方破坏的全过程,从围岩位移和塑性区分布情况分析了塌方机制,计算结果与模型试验吻合较好,并提出了有针对性的预防措施,对类似工程具有借鉴意义     

基于应变能密度理论的岩石破裂数值模拟方法研究

采用双线性应变软化本构模型结合能量耗散原理建立了损伤本构方程,并通过应变能密度理论建立了细观单元岩石破坏的能量判别准则。当某一单元所存储的应变能超过某固定值时,单元进入损伤状态,同时单元的损伤程度随着能量耗散的增加而增加,损伤单元的材料属性也随之改变,直到变为具有一定残余强度的单元。随着荷载增加,单元损伤的程度变大,当单元储存的应变能超过所建立的能量判别准则时,定义单元破坏,随着破坏单元的数目不断增多,破坏单元相互连通形成宏观裂纹,实现了利用线性计算完成非线性计算的过程,避免了数值计算在单元断裂时的奇异性,模拟了岩石的峰后破裂行为。对上述算法利用FLAC中的FISH语言开发了岩石破裂化计算程序,并将该程序成功应用于巴西劈裂和中间裂隙拉伸试验的破裂模拟过程中,其模拟结果与相应的理论和试验结果吻合较好,说明该方法对于模拟岩石破裂过程的正确性和可行性。