低温冻融条件下岩体温度-渗流-应力-损伤(THMD)耦合模型研究及其在寒区隧道中的应用

• 作者: 伍国军 谭贤君 郑朋强 陈卫忠
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 隧道工程 寒区隧道 冻融循环 温度-渗流-应力-损伤(THMD)耦合模型 冻胀
• 年，卷（期）: 2013,（2）
• 页码范围: 239-250
• 页数: 12页
• 分类号: U45
• 字数: 7907字
• 语种: 中文

摘要

寒区隧道的围岩冻胀问题涉及到岩体温度场、渗流场、应力场以及冻融损伤相互作用的多场耦合问题.在THDM耦合机制分析基础上,基于连续介质力学、热力学、渗流力学、损伤力学以及分凝势理论,建立低温冻融条件下岩体THMD耦合模型.该模型不仅考虑体积应变对岩体温度场和渗流场的影响,温度梯度和渗透压力对岩体应力场的影响,还根据寒区工程实际,考虑冻胀压力和冻融循环对岩体劣化损伤的影响.数值仿真某寒区管道工程的冻胀过程,与现场的实测结果对比表明:该模型能很好地反映岩土体由于负温所产生的冻胀现象.在此基础上,分析极端气候条件下嘎隆拉隧道围岩冻胀力的变化规律,并对隧道在经历不同冻融循环次数后的变形和受力特征进行探讨.研究结果表明:极端气候条件下嘎隆拉隧道围岩的最大冻胀力达到1.6 MPa,冻融循环对隧道衬砌受力影响较大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈卫忠	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	160	4821	40.0	61.0
3	谭贤君	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	28	773	17.0	27.0
4	伍国军	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	27	701	15.0	26.0
7	郑朋强	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	6	159	5.0	6.0