冻融循环下隧道围岩冻胀力理论计算

作者：刘红岩^*; 赵雨霞

来源：中南大学学报(自然科学版), 2020, 51(04): 1049-1058.

• 冻融循环
• 圆形隧道
• 冻胀力
• 损伤弹性模量
• 冻胀率

围岩冻胀导致寒区隧道衬砌破坏,但是目前围岩冻胀力计算几乎都没有同时考虑冻融循环所导致的岩石弹性模量降低及孔隙率增加的共同影响。为此,首先,介绍前人提出的圆形隧道围岩冻胀力弹性力学计算模型;其次,基于Griffith断裂理论及细观损伤理论建立岩石弹性模量与冻融循环次数之间的关系式;最后,提出能同时考虑冻融循环下岩石弹性模量及孔隙率变化的围岩冻胀力损伤力学计算方法。研究结果表明:随着冻融循环次数增加,围岩冻胀力逐渐增加,并趋于定值。岩石冻胀力主要是由岩石孔隙水的冻结膨胀所致,因此,要减轻围岩冻胀破坏应采用截排水措施以控制水的渗入。

• 单位
  国土资源部; 中国地质大学（北京）