南水北调西线tbm掘进下隧洞围岩损伤研究

为研究隧洞掘进机（tunnelboringmachine，tbm）掘进下隧洞围岩的损伤特征，选取南水北调西线工程为背景工程，针对隧洞围岩tbm掘进后的损伤进行了系统的研究与分析。根据板岩在室内试验中表现出来的脆性和屈服后强度特性，提出了以黏聚力弱化-摩擦角强化（cohesionweakeningandfrictionalstrengthening，cwfs）脆性模型为基础考虑岩体屈服后损伤的本构模型，通过vc++编译dll动态链接库，并将其植入flac3d程序中。应用神经网络和遗传方法等优化算法对本构模型中的参数进行了反演分析，并以室内三轴压缩试验为依据，对该本构模型进行了验证。结果表明，提出的考虑损伤的cwfs模型可以较好地反映板岩的弹性特征、屈服后的强化特征、脆性破坏特征和破坏后残余强度特征。以该模型为基础，模拟了南水北调西线隧洞在tbm掘进条件下隧洞围岩的变形特性、应力发展规律及其损伤演化特征，并与基于mohr-coulomb本构关系的计算结果进行了对比分析。提出的考虑损伤的cwfs模型能更好地反映隧洞掘进后围岩损伤特征，即损伤沿着弱势区域发展的规律