基于间断位移场的隧道围岩承载能力研究

岩体是岩石块体和分割这些块体的边界的组合体。沿边界面(结构面)的局部剪切变形使得位移场产生间断，对岩体的力学性能产生巨大的影响。采用光滑函数组合来描述滑移面上的间断，得到反映岩体沿着边界局部剪切的数学模型。利用此局部剪切模型得出了应力–滑移关系具有强化阶段时圆形坑道围岩自身承载能力的解析表达式，研究了岩体滑移面对坑道围岩自身承载能力的影响。通过分析得到，自承能力在深部坑道围岩的稳定中发挥了重要作用，应力–滑移关系的强化段对围岩承载力有着很大的影响；围岩压力与坑道的埋深、坑道的尺寸以及围岩的物理力学性质等具有直接关系；围岩出现不稳定的动力现象(岩爆)与此岩体参数m关系极大，而岩体参数与接触面的软化程度、能量转移、耗散结构的几何尺寸以及弹性模量有关。