高地应力条件下隧洞围岩流变损伤机制数值模拟研究

摘要

高地应力条件下深部地下洞室的围岩均具有流变性,可能发生流变损伤甚至断裂,但该过程目前无法直接观测.为此,文章以锦屏二级水电站引水隧洞大理岩为研究对象,在三轴强度实验和流变损伤实验数据基础上,通过在颗粒流数值模拟方法中引入应力腐蚀模型,建立了能反映岩样短期和长期强度特征的数值模型.数值实验表明,不同应力状态下大理岩的微裂纹开裂类型、开裂方向、分布特征和扩展过程等呈现不同的规律,且随着围压的提高流变损伤效应将逐渐减弱.在岩石试样的损伤流变特征分析基础上,构建了锦屏二级电站引水隧洞的有限元数值模型,阐明了隧洞开挖过程中围岩的损伤演化机制.