球形洞室围岩应变软化分析：Mohr-Coulomb准则与弹塑性模型

"基于Mohr-Coulomb准则的球形洞室围岩应变软化弹塑性分析" 本文是冯强、范金成、张强等人在2014年发表于《煤炭学报》的一篇学术论文，研究主题涉及地下工程中的岩体力学问题。该研究关注的是在应用Mohr-Coulomb准则分析球形洞室开挖后，围岩的应变软化弹塑性行为。Mohr-Coulomb准则是一种广泛应用的土石材料破坏准则，它考虑了剪切强度和正应力之间的关系。 在分析过程中，研究人员将塑性变形区域划分为多个同心球壳，每个球壳内部的岩石被假设为均匀且各向同性。他们利用非关联流动法则来处理材料在静水压力作用下的应力和应变情况。非关联流动法则允许材料在不同方向上的剪切流动不完全相关，更准确地模拟了岩石在复杂应力状态下的行为。 论文中，作者通过建立各个球壳内岩体属性的补充方程，来描述岩体再破坏的过程，并由此推导出围岩塑性半径的求解方程组。这种方法的合理性通过具体算例进行了验证。此外，文章还探讨了当岩石进入峰值强度后的应变软化阶段，其弹性模量的线性劣化如何影响洞壁位移、软化半径和破裂半径。弹性模量的降低会导致岩石的变形能力减弱，进一步加剧洞室周围岩体的不稳定。 该研究对于理解地下工程中球形洞室开挖后岩体的力学响应具有重要意义，对预测和控制洞室稳定性提供了理论依据。此外，对于在类似地质条件下的隧道工程、矿井开采和其他地下结构设计，这些研究成果也能提供有价值的参考。文章的发表受到了国家自然科学基金的支持，表明了这一领域研究的重要性和前沿性。