裂纹方向对隧道稳定性影响规律的研究

摘要：

采用模型试验和数值模拟方法，研究单轴压缩载荷下带裂纹直墙拱形隧道在不同的裂纹面与隧道垂直边墙之间的夹角q时围岩损伤破坏规律。试验采用水泥砂浆制作成具有不同夹角q的直墙拱形隧道模型，养护30 d 后进行加载。数值模拟采用混凝土损伤塑性模型，计算出隧道周边各点的应力和裂纹尖端的应力强度因子，与模型试验结果吻合较好。结果表明，拱肩处的裂纹会降低隧道的整体稳定性及强度，在裂纹尖端及侧壁产生很大的应力集中，但随着q角度的变化，强度降低的程度有所不同；当q=60°和q=130°时，裂纹对其整体稳定性及强度的影响最大，其裂纹尖端的应力集中现象最为明显，而且破坏应力峰值仅为无裂纹模型的40.9%和41.8%。

关键词：裂纹方向、隧道、数值模拟、应力强度因子

分类号：U452(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金资助No.51074109；973国家重大基础研究项目资助No.2010CB732005；科研创新团队资助No.IRT1027。

在线出版日期：2014-11-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：189-194