考慮水-巖作用的含水巖石本構模型研究及應用.pdf

1、在地下工程中，巖石內部孔隙水的存在不僅會影響巖石物理力學性質，還會進一步影響工程巖體的穩(wěn)定性。因此，如何評價水-巖作用下含水巖石的穩(wěn)定性已成為巖石力學與工程領域中的研究重點之一。本文通過理論分析、室內試驗與數值二次開發(fā)相結合的方法，對含水巖石受載時水對巖石的劣化作用及有效應力控制巖石變形破壞機理進行了較為系統(tǒng)地研究，建立了含水巖石本構模型，探討了含水巖石的失穩(wěn)破壞機制，主要工作如下：
　　首先，基于含水巖石室內三軸壓縮試驗，分析了

2、不同含水率條件下巖石粘聚力、抗壓強度、彈性模量等力學參數的劣化規(guī)律，探討了水-巖作用損傷機理。同時通過數值模擬研究了含水巖石內部孔隙水壓力的產生機理及其影響因素，分析了不同飽和度及孔隙結構對孔隙水壓力的影響規(guī)律。依據有效應力原理，基于Gassmann方程分析了體應力和偏應力作用下含水巖石的應力狀態(tài)，推導了有效應力計算公式，獲得了有效應力系數與巖石孔隙結構的關系，揭示了含水巖石有效應力作用機理。
　　其次，基于理論與試驗獲得的強度變

3、形參數劣化規(guī)律及有效應力系數演化規(guī)律，以Mohr-Coulomb準則為基礎，推導了水-巖作用控制方程的增量形式，對屈服函數和強度準則進行了應力修正，并借助FLAC3D數值軟件中UDM接口，利用 VC++計算機語言，對水-巖作用下的含水巖石本構模型進行了二次開發(fā)。開發(fā)的模型能夠綜合考慮孔隙水對粘聚力、彈性模量等參數的影響及應變對有效應力系數的影響作用，更真實地反映含水巖石變形破壞特征。
　　最后，利用二次開發(fā)的含水巖石本構模型研究了