基于扩展有限元法的不同扁平率隧道稳定性研究

摘要

针对不同扁平率的隧道模型,利用扩展有限元法(XFEM),对隧道的损伤破坏进行了数值模拟研究,同时进行了隧道模型试验。隧道模型为含有单一裂纹和不含裂纹的模型,模拟研究了隧道模型的抗压强度和裂纹的起裂与扩展规律。结果表明,对无裂纹隧道模型,扩展有限元法能够很好地模拟裂纹产生的位置以及扩展的路径,隧道模型的破坏以拉剪破坏为主,在扁平率为0.9时抗压强度达到最大;对有裂纹模型,扩展有限元法能够很好地模拟初始裂纹的扩展路径,隧道模型的破坏有明显剪切破坏的痕迹,但剪切破坏没有主导整体破坏方式,在扁平率为1.7时抗压强度达到最大。