大帽山小净距隧道群中夹岩累计损伤效应研究

小净距隧道的爆破施工不可避免地造成围岩累计损伤,岩体力学性能劣化。结合大帽山小净距隧道群的监控量测实践,基于动力损伤变量和围岩内部位移,研究小净距隧道群中夹岩的累计损伤效应。声波波速和围岩内部位移的监测结果表明,新建大帽山隧道的爆破施工已经导致中夹岩产生一定程度的损伤、破坏和滑移,但围岩位移并没有持续变化失稳,岩体仍具有一定的强度;通过对新建隧道和原有隧道损伤范围的比较发现,双侧壁导坑法施工造成围岩的累计损伤范围比全断面法施工大近3倍,并且循环爆破施工造成围岩的累计损伤更显著,所以围岩累计损伤效应是小净距隧道施工过程中必须高度重视的;上断面爆破施工一般使岩体内的裂纹被激活,声波波速显著下降,下断面爆破致中夹岩墙产生类墙体的振动,使岩体变松散滑动,围岩内部位移显著增大;并且围岩的滑动都是爆破时发生的,爆破停止滑动也就停止;在判断围岩的累计损伤程度和范围时,应充分考虑声波波速变化率和位移量,仅通过声波波速变化率可能做出误判;与爆源越近,围岩的损伤度和位移量越大,越远越小,且累计损伤效应呈现明显的非线性特征。

基于多向损伤累积效应的拱支网壳动力失效研究

为精确研究拱支网壳在强震下的动力性能,基于等效应变的定义,将单向损伤模型推广到多向应力状态。在ANSYS软件环境下编制了相应的用户材料子程序,可运用到大型结构的有限元计算。对拱支网壳进行强震作用下的时程分析,并总结结构的动力失效模式,同时与双线性材料模型结果进行对比,发现是否采用材料多向损伤累计效应对结构响应存在一定差异,同时发现在矢跨比较大、地震波幅值较小情况下,拱支网壳倾向于动力强度破坏,反之倾向于动力失稳破坏。