深部软弱岩体峰后等效力学模型及数值计算研究

摘要：

软弱岩体给深部开采工程中的巷道支护等带来一系列棘手的问题，深入研究深部软弱岩体峰后非线性破坏行为，对于保证深部巷道围岩的安全稳定性具有十分重要的意义。基于连续介质理论及量化 GSI 围岩评级系统，依据Hoek-Brown强度准则，通过理论分析并结合前人的研究成果详细论证了等效节理岩体应变软化模型在深部岩体力学理论上的科学性与可行性。采用程序语言在FLAC3D中编写等效节理岩体应变软化模型，分别采用常规弹塑性模型与应变软化模型对比分析深部围岩开挖面空间效应曲线；结合深部竖井支护工程设计及现场应用等进行了算例验证。得出结论如下：等效节理岩体应变软化模型所体现软弱岩体峰后强度参数衰减规律表明：岩体峰后行为受岩体质量等级和围压的影响较大，围岩在峰后卸载过程中软化参数并不是恒定值，而是随着围压的大小而变化；通过对深部软弱围岩开挖面空间约束效应曲线的计算可知，基于Mohr-Coulomb和Hoek-Brown强度准则的理想弹塑性模型计算结果基本一致，弹塑性模型与应变软化模型的计算结果相差较大，主要体现在中等地质指标范围；现场实际应用表明，等效节理岩体应变软化模型能够较为真实的反映深部软弱岩体的峰后力学行为，并在围岩地质强度指标与岩体连续介质理论之间建立联系，便于工程应用，并可为类似工程提供借鉴。

关键词：软弱岩体、应变软化、地质强度指标、连续介质理论、数值模拟

分类号：TU457(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51174268，51274109；辽宁省优秀人才计划项目LJQ2011031

在线出版日期：2014-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1113-1121