寒区隧道孔隙围岩冻胀起裂破坏判据

摘要

为研究寒区隧道多孔围岩在低温冻胀作用下的破坏判据,基于冻岩力学、断裂力学和细观损伤力学求解围岩冻胀力值和应力强度因子,将岩石应力腐蚀极限代替断裂韧度作为起裂判据;在单次冻胀作用下,对易发生冻胀破坏的“主干-旁枝型”孔隙结构建立围岩冻胀破坏判据;在持续冻胀作用下,将其视为冻融循环作用,考虑循环过程中岩石碎屑流失的影响效应并建立围岩冻胀破坏判据。依托西藏某寒区隧道验证失稳判据的可靠性并分析不同参数对围岩应力强度因子的影响作用。结果表明:围岩应力强度因子与主干孔轴线直径和水压力呈正比关系,前者初期增长速率显著大于后期,后者则几乎呈线性变换;与围岩环境温度和韧度比呈反比关系,且温度对围岩失稳的影响效果更明显。