岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 20-37.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1254
江权1,刘强1, 2
JIANG Quan1, LIU Qiang1, 2
摘要: 相似物理模拟是研究地下工程变形破坏问题的重要手段,然而经典相似理论关于相似模型与工程原型之间的几何相似比和材料力学参数相似比的相互约束,导致室内物理相似模型尺寸和材料力学参数一直面临难以完全满足相似准则的困局,从而产生力学畸变和模拟试验结果解译困难。为此,提出了地下洞室变形破坏物理模拟的力学相似畸变映射处理方法,引进畸变系数和映射系数,通过耦合解析法或数值法来映射畸变效应,实现地下洞室物理模拟结果对原型力学行为的定量解译;以圆形隧洞为工程原型,采用水泥基3D打印隧洞物理模型进行相似物理超载试验,基于提出的耦合力学相似畸变法与解析法对物理模拟结果进行了定量分析和对比验证;以某水电站地下洞室群为研究原型,通过砂岩3D打印洞室群物理模型的超载试验获得洞室破坏的变形值,采用耦合力学相似畸变法与数值方法对物理模拟结果进行定量分析。实例分析结果表明,在物理相似模拟中几何相似比和力学相似比不满足经典相似准则条件下,该方法可实现圆形隧洞或复杂洞室群原型的相似物理模拟结果的定量映射分析,对非恒定相似比的地下洞室物理模拟畸变分析具有普适性。
中图分类号:
[1] | 张院生, 雷云超, 强小俊, 吴东东, 王东坡, 王计华, . 多排微型桩框架结构加固边坡离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1983-1994. |
[2] | 江权, 吴思, 刘强, 辛杰, 郑虹, . 水泥基3D打印材料基础配合比试验与质量评价[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1245-1259. |
[3] | 周翔, 蔡静森, 马伟成, 肖皓文, . 物质组成特征对碎石土斜坡变形破坏影响研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 531-540. |
[4] | 李冬冬, 盛谦, 肖明, 王小毛, . 基于改进颗粒流声发射片的地下厂房洞室围岩局部损伤细观机制研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 117-129. |
[5] | 周培尧, 潘丽燕, 陈华生, 王斌, 邹志坤, 张敏, . 薄互层水力裂缝垂向扩展控制因素试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 299-306. |
[6] | 徐鼎平, 郭广涛, 夏跃林, 柳秀洋, 江权, 李邵军, 李治国, . 高应力强卸荷下双江口花岗岩岩爆中间 主应力效应宏细观试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2375-2386. |
[7] | 杜崧, 肖明, 陈俊涛, . 洞室块体危险性分析的突变级数评价法研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2578-2588. |
[8] | 陈世杰, 肖明, 王小威, 陈俊涛, . 陡倾角断层下地下洞室地震破坏特性数值分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2600-2610. |
[9] | 刘小岩, 张传庆, 史铁勇, 周辉, 胡大伟, 朱国金, 朱勇, 王超, . 跨活断层深埋隧道轴线错动位移模式试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1304-1312. |
[10] | 侯振坤, 唐孟雄, 胡贺松, 黎剑华, 张树文, 徐晓斌, 刘春林, . 随钻跟管桩竖向承载性能原位试验 与室内物理模拟试验对比研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 419-429. |
[11] | 刘学生, 范德源, 谭云亮, 王新, ALEXEY Agafangelovich, . 深部动载作用下超大断面硐室群锚固围岩破坏失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(12): 3407-3418. |
[12] | 王川, 冷先伦, 李海轮, 李刚, . 节理分布空间变异的地下洞室稳定性概率分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 224-232. |
[13] | 侯公羽, 荆浩勇, 梁金平, 谭金鑫, 张永康, 杨希, 谢鑫, . 不同荷载下矩形巷道围岩变形及声发射 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1818-1828. |
[14] | 李新平, 边兴, 罗忆, 吕均琳, 任高峰, . 地下洞室边墙爆破振动传播衰减规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2063-2069. |
[15] | 朱元甲, 贺拿, 钟卫, 孔纪名, . 间歇型降雨对堆积层斜坡变形破坏的物理模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 4035-4044. |
|