深部洞室开挖卸荷分区破裂机制的动力分析

随着地下工程开挖深度的增加,深部岩体将处于高应力和复杂的地质环境中,产生与浅埋洞室破坏模式迥异的分区破裂现象。深部洞室在动力卸荷作用下,基于应变梯度理论和损伤软化模型,建立了弹塑性损伤软化动力模型,推导了含有应变梯度项的运动方程、平衡方程和边界条件,提出相应的破坏判据,采用Runge-Kutta方法和Matlab数值软件求得不同卸载时刻围岩附加位移场、应力场和开挖后围岩总位移场、应力场,得到深部洞室围岩分区破裂的动态形成过程和发展规律。由理论计算值与地质力学模型试验实测值对比分析得知,围岩的径向位移、径向应力和切向应力出现波峰和波谷交替振荡的变化规律,理论计算得到的破裂区和非破裂区的宽度和数量与试验实测值有很好的一致性,证实了该模型分析分区破裂现象的适用性,对以后深部地下工程围岩变形破坏和支护设计提供理论支持。

应变率对剪力墙性能影响的数值模拟

混凝土和钢筋均是率敏感材料,应变率效应对钢筋和混凝土的力学性能具有重要影响,而现有的抗震设计规范并未考虑材料的应变率效应。在钢筋和混凝土静力本构关系基础上引入应变率效应计算出钢筋和混凝土动力本构关系。利用数值模拟技术,模拟计算应变率效应对钢筋混凝土剪力墙性能的影响。系统地分析了加载速率和轴压比对剪力墙性能的影响及其规律。分析结果表明,加载速率和轴压比对剪力墙的承载力、刚度退化以及延性等一系列力学性能有重要影响。