基于扩展有限元的深部岩体分区破裂化现象初步数值模拟

摘要：

通过轮廓法追踪岩石裂纹扩展轨迹，将其嵌入 ABAQUS 扩展有限元（EFE）平台，对单轴压力下裂隙试件受压过程进行了模拟验证，裂纹起裂扩展效果良好。以此为平台，将推导得到的弧形裂纹应力强度因子嵌入其中，以最大周向拉应力准则为开裂准则，认为当其大于岩体断裂韧度时，硐室围岩体内初始裂纹将开始扩展。在此基础上，以发现分区破裂现象的圆形隧道模型试验为背景开展了分区破裂的数值模拟试验。模拟结果发现，深部巷道围岩出现了3~4层破裂分区，证实深部巷道围岩存在分区破裂现象。将数值模拟结果与模型试验完成后模型围岩破坏状态对比，发现二者破裂区分布特征基本一致。数值模拟结果表明，EFEM方法在处理复杂岩体裂纹问题方面的有效性。

关键词：分区破裂、扩展有限元法、应力强度因子、子域积分

分类号：TU454(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目No.51209074，No.41172268；中国博士后基金特别资助项目No.2013T60494；中国博士后科学基金资助项目No.2012M511189；岩土力学与工程国家重点实验室开放基金No. Z012008；中央高校基本科研业务费专项资金No.2012B02714资助。

在线出版日期：2013-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3291-3298