大型地下洞室群开挖支护弹塑性损伤优化研究

正在设计施工的某大型水电站地下洞室群地质条件复杂，其开挖支护方案对围岩稳定性非常重要，因此，对支护方案进行优化研究非常必要。为更真实地模拟岩体的力学特性，研究施工过程中岩体的损伤破坏，根据不可逆热力学理论建立了弹塑性损伤模型和损伤演化方程，并编制了三维弹塑性损伤有限元程序d-fem，具有模拟开挖与支护、计算速度快、群组功能等特点。建立大型地下洞室群三维数值模型，将通过实测地应力反演的应力作为初始地应力。采用d-fem模拟了不同支护方案洞室群的施工过程，通过分析洞室围岩的应力、位移和破损区，支护方案2的支护效果最好，建议采用此方案。考虑岩体损伤演化后与flac3d塑性区相比，洞室群边墙中部的破损区显著增加，因此，程序可应用于地下工程的稳定性分析