FLAC3D应变软化模型与摩尔库伦模型在深埋工程中的对比与应用

本文《FLAC3D应变软化与摩尔库伦模型工程应用对比》由王凯、刁心宏、赖建英和黄纲领合作撰写，旨在针对深埋巷道开挖过程中经常遇到的围岩性质软化问题进行深入研究。文章首先基于增量理论，详细推导了应变软化模型的塑性系数表达式，这在数值分析中起着关键作用，因为它能更好地描述岩石在塑性阶段的行为。 通过设计两组单轴数值实验，作者对比分析了摩尔库伦模型和应变软化模型在预测岩石应力应变关系上的差异。这两种模型在处理复杂地质条件下的力学行为时，展现出不同的特性。摩尔库伦模型，通常用于描述岩石的弹塑性行为，而应变软化模型则考虑了更深层次的塑性变形，因此在预测围岩的位移和塑性区分布时，应变软化模型显示出更大的位移和更深的塑性区。 进一步，研究者将理论研究应用于鲁中莱芜地区的具体案例——小官庄铁矿深埋巷道的数值模拟。他们利用FLAC3D软件内置的FISH语言编写程序，计算并评估了不同本构条件下的围岩点安全系数，这是衡量工程稳定性的关键指标。结果显示，相比于传统的弹塑性模型，应变软化模型预测的围岩稳定性较低，表明其更能反映出巷道开挖对围岩的实际扰动影响。 文章得出结论，传统的摩尔库伦模型在描述深埋工程中围岩的软化现象时存在局限性，而应变软化模型由于其更精细的塑性考虑，更适合进行这类工程的数值研究。这为深埋工程的设计与施工提供了更为准确的力学分析依据，对于保障工程安全性和提高施工效率具有重要意义。中图分类号：TU91表明该研究属于土木工程领域的技术比较与应用。