基于渗流-应力-损伤耦合的岩溶地区基坑开挖稳定性

冯云鹏, 姜谙男, 许梦飞, 虢新平, 闵庆华

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大连海事大学学报 ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (02) : 168-176. DOI: 10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.02.018

基于渗流-应力-损伤耦合的岩溶地区基坑开挖稳定性

  • 冯云鹏, 姜谙男, 许梦飞, 虢新平, 闵庆华
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摘要

针对岩溶地区基坑工程施工过程中渗流(H)-应力(M)-损伤(D)耦合导致的岩石失稳问题,建立基于Hoek-Brown强度准则的渗流-应力-损伤耦合模型和算法。首先,根据损伤理论引入损伤因子对H-B准则进行修正,给出应力场、渗流场的控制方程与渗透性演化方程,实现渗流-应力-损伤的完全耦合。然后,给出该模型的求解算法。与石灰岩三轴室内试验与模拟的计算结果对比表明,两者拟合较好,验证了模型的准确性。最后,将该模型用于大连地铁梭鱼湾南站基坑工程的开挖稳定性分析,分别计算了耦合和非耦合条件下地表沉降和地下连续墙变形,结果表明,考虑耦合的变形值明显大于非耦合的变形值,并且更贴近现场监测数值。同时,为确定围岩最小防突层厚度,分别计算防突层为2 m、4 m、6 m、8 m时的损伤区分布特征,这对实际施工时的风险预测具有一定的意义。

关键词

岩溶地区 / 基坑开挖 / 稳定性 / 渗流-应力-损伤耦合模型

中图分类号

TU753 / TU433

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冯云鹏, 姜谙男, 许梦飞, 虢新平, 闵庆华. 基于渗流-应力-损伤耦合的岩溶地区基坑开挖稳定性. 大连海事大学学报. 2024, 50(02): 168-176 https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.02.018

基金

国家自然科学基金资助项目(52078093); 大连海事大学优秀博士学位论文培育项目资助(2022YBPY009)

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