剪胀对地下工程岩体位移的影响 ——以加拿大 Donkin-Morien 隧道为例

赵星光 1 ，蔡 明 2 ，蔡美峰 3 (1. 核工业北京地质研究院，北京 100029；2. 劳伦森大学 工程学院，加拿大 萨德伯里 P3E 2C6； 3. 北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083)

摘要：根据建立的岩石剪胀角模型，分析岩石峰值内摩擦角和剪胀角的关系，得出岩石在零围压时的峰值剪胀角 小于并近似等于峰值内摩擦角，并假设岩石和岩体的剪胀角遵循相似的变化趋势，结合 Hoek-Brown 强度准则和 GSI 岩体分级系统，实现剪胀角模型从完整岩石到岩体的转化。采用程序语言在 FLAC3D 中编写岩体剪胀角模型 程序模块。以加拿大 Donkin-Morien 隧道为工程实例，研究围压和塑性剪切应变依赖的岩体剪胀对隧道渐进开挖 过程中围岩位移的影响，论证恒定的剪胀角值不能准确表达隧道开挖边界附近的岩体位移，而考虑围压和塑性剪 切应变为影响因素的岩体剪胀角模型能够合理描述围岩的位移分布，模拟结果与实际测量值具有很好的一致性。 研究成果可为岩体非线性力学行为的研究和地下工程岩体的稳定性控制提供理论和实践基础。 

关键词：数值模拟；地下工程；岩体剪胀；剪胀角模型；围压；塑性剪切应变

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