關(guān)鍵詞：隧道;炭質(zhì)板巖;非線性蠕變模型;含水損傷;圍巖穩(wěn)定性

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41172243);長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(IRT1045)

作者單位

張永興重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400045

王更峰重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400045

周小平重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400045

熊曉暉重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400045

王桂林重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400045

黃達(dá)重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶 400045

摘要

對深埋隧道炭質(zhì)板巖進(jìn)行高圍壓不同含水狀態(tài)三軸蠕變試驗(yàn)。蠕變過程中，隨著加載應(yīng)力水平提高及含水量的增加，炭質(zhì)板巖產(chǎn)生衰減、穩(wěn)態(tài)及加速蠕變3階段。將Burgers模型串聯(lián)一個由非線性黏壺?η(n,t)?與塑性體并聯(lián)而成的非線性粘塑性元件，改進(jìn)后的模型可描述加速蠕變曲線。由該模型建立本構(gòu)方程，擬合分析不同含水狀態(tài)炭質(zhì)板巖的蠕變參數(shù)，結(jié)果顯示粘滯系數(shù)?η〖KG0.005mm〗 ?M?、?瞬時變形模量?E ?M、??粘彈性變形模量?E ?K、??粘彈性粘滯系數(shù)?η〖KG0.005mm〗 ?K??隨含水率增加呈指數(shù)形式遞減，但遞減規(guī)律并不相同。引入含水損傷變量?D(w)，?計(jì)算得到各蠕變參數(shù)指數(shù)型含水損傷演化方程，進(jìn)而建立了考慮含水損傷的非線性蠕變模型，可充分反映不同含水狀態(tài)對炭質(zhì)板巖的蠕變損傷特性。建立數(shù)值模型，計(jì)算不同含水狀態(tài)隧道圍巖時效變形規(guī)律，結(jié)果顯示初期支護(hù)體系于168 h左右閉合能有效限制圍巖蠕變變形發(fā)展，二襯宜于初期支護(hù)閉合后360 h左右施作。