基于层状岩体卸荷演化的锦屏Ⅰ级地下厂房洞室群稳定性与调控

锦屏I级水电站地下厂房洞室群开挖支护设计与施工控制以及整体稳定性等问题十分突出,施工期已经明显呈现出高应力、低强度应力比条件下围岩的卸荷变形与破坏特征。根据锦屏I级地下厂房层状岩体力学特性,采用考虑卸荷演化的层状岩体本构模型及其数值模拟方法,反演获得初始地应力场以及层状岩体力学参数。在此基础上,对锦屏Ⅰ级地下厂房洞室群进行三维数值模拟分析,获得一些对高应力下锦屏Ⅰ级水电站大型地下洞室群施工期围岩稳定与支护安全等方面的认识,提出洞室群围岩应力释放调控、松弛区承载力调控以及变形开裂调控等适时工程调控措施与建议。研究结果表明,洞室群整体开挖完成后的现场监测结果和围岩稳定现状等证实了所提出的认识和调控措施的合理性,表明层状岩体本构模型及其数值模拟分析方法能够较好地反映高应力下层状岩体中大型地下洞室群施工期的工作性状。

形状记忆合金橡胶层状力学模型研究

形状记忆合金橡胶是一种具有复杂多孔结构的隔振和减振阻尼材料,根据其微观结构进行层状分解,结合试块压缩刚度非线性特征得到其力学本构模型。通过引入微曲梁接触对单元,建立模型物理量与材料细观及工艺参数之间的关系,得到形状记忆合金橡胶基本单元的接触刚度;由试件非线性刚度分析得到加载、卸载过程中材料内部微曲梁接触点数量的变化,进而建立形状记忆合金橡胶层状压缩本构模型。结果表明:该模型可以考虑形状记忆合金橡胶的材料参数、加工工艺参数以及加、卸载过程中静摩擦力和滑动摩擦力的影响,更接近形状记忆合金橡胶内部微弹簧线匝的受力状态;参数分析结果表明,形状记忆合金橡胶的弹性模量随着名义密度、形状记忆合金丝直径和摩擦系数的增大而提高。