应变软化与扩容特性极弱胶结围岩弹塑性分析

孟庆彬^1,2，韩立军¹，乔卫国²，浦海¹，李浩¹

1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室2. 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室

摘 要：极弱胶结岩体具有显著的峰后应变软化与体积扩容变形特性,这是造成极弱胶结地层巷道围岩产生大变形的主因.基于极弱胶结岩体应变软化与扩容特性,建立了考虑岩体应变软化与扩容特性的围岩弹塑性力学模型,分析了力学计算模型、扩容系数、软化系数及支护抗力对围岩塑性区范围与位移的影响规律.将巷道围岩塑性区及位移的理论解答与数值计算结果进行了对比分析,验证了极弱胶结岩体扩容大变形本构模型的适用性.结果表明:考虑极弱胶结岩体的扩容和应变软化特性使得分析更加合理准确,研究成果对极弱胶结地层巷道支护设计与施工具有一定指导意义.

关键词：极弱胶结岩体;扩容大变形本构模型;应变软化与扩容特性;弹塑性解答;数值计算;