深埋隧道围岩破裂机理：数值模拟与分层断裂分析

"某深埋隧道围岩破裂发展机理数值模拟 (2015年) - 围绕深埋隧道支护结构失效的科研文章，研究了深埋隧道的地质条件和支护结构失效特征，提出了塑性应变指标来描述岩石峰后力学特性，并通过数值模拟分析了应力分布和围岩破裂现象，揭示了分层破裂对支护结构破坏的影响。" 本文详细讨论了深埋隧道围岩破裂的发展机理，特别是在某深埋隧道中的具体应用。首先，作者指出，深部隧道的围岩在地质力学历史上多次受到扰动，开挖过程中的单侧卸载会弱化岩体的物理力学性质，使得原有的裂隙复活，新生裂纹也随之产生。这些裂隙的扩展最终导致围岩的非常规破坏，成为支护结构失效的主要内在原因。 文章引用了完整的岩块受载破坏的全过程曲线，解释了在达到峰值强度后的应变软化和应力降，表明深部工程开挖会加剧裂隙的形成和联通，形成宏观裂缝。随着工程向地层深部推进，传统的弹塑性力学模型无法准确预测深埋隧道的破裂模式，因为出现了拉压交替、分区破坏和分层断裂等复杂现象。 为了探究这些现象，国内外学者进行了多方面研究，包括模型试验、现场探测、弹塑性演绎、力学解析以及数值模拟等。这些研究对理解深埋隧道的围岩响应和破坏机制提供了宝贵见解，促进了深部地下工程岩石力学理论的进步。 文章以湘西武陵山区某特长公路隧道为例，通过数值模拟揭示了支护结构失效的关键因素——围岩的分层破裂。这一发现对于深部隧道的支护设计和稳定性分析具有重要意义，为解决此类问题提供了新的思路和处理方法。 该研究不仅深入剖析了深埋隧道围岩破裂的力学过程，还为实际工程中遇到的支护失效问题提供了理论依据，对于提升深部隧道的安全性和耐久性具有重要的实践价值。