节理岩体巷道围岩损伤演化的时空效应与破坏研究

本文主要探讨了节理岩体中巷道围岩的损伤演化和时效破坏问题，通过对岩石长期强度特性深入理解，研究者关注了岩石的强度、弹性模量等物理力学性质如何随时间和环境影响而劣化，以及内部微观损伤的累积过程。作者引入了岩体细观表征单元体的强度退化模型，利用RFPA（有限元法）数值分析技术，模拟了节理分布对巷道围岩行为的关键影响。 在有节理存在的岩体中，巷道开挖后，围岩的应力分布规律显著变化。当节理是水平的，巷道的破坏主要表现为两侧边墙的片帮破裂。然而，随着节理面倾角的改变，巷道围岩的时效损伤破坏模式也随之变化，巷道破坏区域会随着节理倾角增大而旋转。特别是当节理方向垂直时，巷道的拱顶和拱底部分承受了更大的压力，这会导致严重的冒顶和底鼓问题。 与此同时，巷道周围的围岩位移也会受到显著影响。研究发现，随着节理倾角的增加，巷道的位移最初会呈现上升的趋势，然后随着节理倾角的进一步增大，位移又会出现下降的趋势，这种先增后减的现象体现了岩体复杂动态响应的特点。 关键词：节理岩体、巷道围岩、长期强度、损伤演化、时效破坏和应力分布，表明了这项研究对于理解和预测地下工程中岩体稳定性的重要作用。本文的研究成果对于岩土工程设计、施工安全评估以及灾害预防具有重要的理论和实践意义，有助于提高地下空间开发的可持续性和安全性。