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现代隧道技术 2021, Vol. 58 Issue (4) :95-103    DOI:
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季冻区隧道砂岩三轴压缩力学特性及损伤本构模型研究
(1 成都工业职业技术学院,成都 610218;2 四川建筑职业技术学院,成都 610399;3 中铁十九局集团第三工程有限公司,沈阳 110136)
Study on the Triaxial Compression Mechanical Properties and Damage Constitutive Model of Tunnel Sandstone in Seasonal Frozen Regions
(1 Chengdu Vocational & Technical College of Industry, Chengdu 610218; 2 Sichuan College of Architectural Technology, Chengdu,Sichuan 610399; 3 China Railway 19th Bureau Group Third Engineering Co., Ltd., Shenyang 110136)
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摘要 为研究季冻区围岩强度及变形规律,文章以辽宁地区公路隧道为工程背景,采用MTS815.02三轴试验系统对经历不同冻融循环次数后的砂岩试样进行三轴压缩试验,研究岩石力学参数随冻融循环次数的变化规律,并基于Weibull分布函数和D-P屈服准则建立考虑冻融作用的岩石统计损伤本构模型,结合试验数据对模型进行验证,结果表明:砂岩的力学特性受冻融影响显著,峰值强度、弹性模量随冻融循环次数增加呈指数递减,泊松比随冻融循环次数增加呈指数递增,峰值强度、弹性模量随围压的增大而逐渐增大,泊松比随围压的增大而逐渐减小;基于Weibull分布建立的考虑冻融作用的统计损伤本构模型与试验结果吻合度良好,验证了该模型的准确性与合理性;Weibull分布参数F0、m均随冻融循环次数的增加而逐渐减小,且二者的改变均对模型理论曲线产生显著影响。
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张莉莉 1 郎松军 1 邓 林 2 臧 程 3
关键词:   
Abstract: In order to study the strength and deformation laws of surrounding rocks in seasonal frozen regions, taking highway tunnels in Liaoning as the engineering background, this paper uses the MTS815.02 triaxial test system to conduct triaxial compression tests on sandstones with different numbers of freeze-thaw cycle for studying the variation law of rock mechanical parameters with numbers of freeze-thaw cycle. And then it establishes a rock statistical damage model based on the Weibull distribution function and the D-P yield criterion, followed by model verification with the experimental data. The results show that the mechanical properties of the sandstones are significantly affected by the freeze-thaw cycle, with the peak strength, elasticity modulus decreasing and the Poisson′ s ratio increasing exponentially with the freeze-thaw cycle numbers respectively, the peak strength, elasticity modulus increasing and the Poisson′ s ratio decreasing gradually with increasing of the confining pressure respectively; the statistical damage constitutive model based on the Weibull distribution, which takes into account the freeze-thaw effect, is in good agreement with the test results, verifying the accuracy and reasonableness of the model; the Weibull distribution parameters F0 and m both decrease gradually with the freeze-thaw cycles, and their changes both have a significant effect on the model theoretical curves.
KeywordsRock mechanics,   Highway tunnel,   Freeze-thaw cycles,   Elasticity modulus,   Weibull distribution,   D-P criterion     
基金资助:四川省科技计划项目(2015SZ0232)
作者简介: 张莉莉(1982-),女,硕士,讲师,主要从事土木工程方面的教学与科研工作,E-mail:zhangll198212@163.com.
引用本文:   
张莉莉 1 郎松军 1 邓 林 2 臧 程 3 .季冻区隧道砂岩三轴压缩力学特性及损伤本构模型研究[J]  现代隧道技术, 2021,V58(4): 95-103
ZHANG Lili1 LANG Songjun1 DENG Lin2 ZANG Cheng3 .Study on the Triaxial Compression Mechanical Properties and Damage Constitutive Model of Tunnel Sandstone in Seasonal Frozen Regions[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2021,V58(4): 95-103
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2021/V58/I4/95
 
没有本文参考文献
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