刘曰伟 邢猛 邢亚子

【摘要】從岩石的强度、弹模等物理力学性质受环境影响随时间劣化及岩石内部细观损伤积累的角度出发，应用基于RFPA的数值模拟方法，模拟了软弱夹层的厚度对隧洞围岩损伤演化和时效破坏的影响。结果表明，随着软弱夹层厚度的增加，隧洞的拱顶、两侧边墙位移不断地增大，隧洞的破坏程度也越来越严重，夹层厚度对隧洞时效损伤破坏的影响显著增大。

【关键词】软弱夹层；隧洞围岩；长期强度；时效变形；损伤演化

1 引言

隧洞等地下工程在选址设计建设时应尽量避开软弱夹层，但是有时由于复杂的地质环境和工程建设的一些特殊要求，不可避免地要穿越含软弱夹层岩体。文献[1]通过相似模型试验研究分析了破碎带或软弱夹层对岩石隧洞长期稳定性的影响，并与数值模拟结果作了对比分析；文献[2]对软弱夹层影响下地下洞室的围岩损伤演化过程进行了模拟分析，重点研究了软弱夹层的分布位置、围岩压力大小对围岩损伤演化模式的影响。

本文从岩石材料的强度、弹模等内在物理力学性质随时间劣化及岩石内部细观损伤积累等观点出发，在细观弹性损伤模型的基础上，引入细观表征单元力学特性的退化模型[3-4]，研究软弱夹层影响下隧洞围岩的损伤演化与时效破坏过程，以期进一步澄清软弱夹层厚度对隧洞等长期稳定性的影响。

如图1所示，本文模型假设细观表征单元的强度随时间不断降低，其退化速度取决于应力、环境等综合因素，最后达到一个稳定的长期强度。……