渗透压力作用下加锚裂隙岩体围岩稳定性研究

岩体中裂隙水的存在加剧了岩体结构围岩损伤；锚杆作为岩体工程的重要支护手段，被广泛应用于岩体加固工程中。结合无损伤材料的柔度张量的概念，用裂隙附加柔度张量来表示裂隙对岩体的损伤影响；引入渗透压力附加柔度张量的概念来定义渗透压力对裂隙岩体强度的损伤影响；利用附加刚度来反映锚杆对裂隙岩体的加固作用，附加刚度求逆即得柔度张量。对渗透压力作用下锚固裂隙岩体渗流场与损伤场相互作用及耦合机制进行了深入研究；基于能量互易定理，自洽理论等，分别在压剪和拉剪应力状态下推导了渗透压力作用下加锚裂隙岩体等效损伤模型，建立了相应的计算方法，应用半解耦方法对理论模型进行了有限元程序化。在有限元程序中，将渗透体积力化为等效节点力，参与各单元间应力调整且表现为岩体变形过程中刚度的降低；锚杆锚固力等效为单元节点力，并体现为岩体整体变形刚度的提高。结合工程实际，着重讨论渗透压力作用对隧道围岩稳定性的影响。分析表明，渗透压力对岩体围岩变形破坏及稳定性的影响是不可忽略的。