复合岩体中深埋隧道开挖破坏机理的离散元分析

摘要

为研究复合岩体中隧道开挖的问题,引入考虑胶结尺寸的岩石微观接触模型,以离散元方法为手段,模拟了复合岩体在不同初始地应力条件下隧道开挖引发的破坏过程,就宏观围岩扰动区、最大主应力、胶结破坏进行分析,并讨论了复合岩体情况与均质岩体情况的区别.结果表明:宏观围岩扰动区面积比随地应力的增大而增大,可能导致宏观大变形甚至破坏;地应力10MPa 时,未发生胶结破坏,20MPa、30MPa、40MPa 均发生破坏,胶结破坏数随地应力的增大而增多,且以拉剪和压剪破坏为主;最大主应力从环向看呈下垂水滴状且向下方向最大,在225°,270°和315°方向的最大主应力与离隧道中心的距离成正比;复合岩体在层理面处呈现应力不连续现象.