基于MatDEM的深部隧道层状岩体超载损伤破坏演化机制

基于MatDEM的深部隧道层状岩体超载损伤破坏演化机制

王刚¹,李小顺²,王继琳³,江婷³,贺鹏⁴,徐一帆⁵,郑程程^4*

摘要: 为研究深部隧道层状岩体的损伤破坏演化机制，为灾害预警提供依据,使用MatDEM软件构建了模拟不同深部应力条件下岩样超载破坏的数值模型，对岩体在超载过程中的损伤演变进行数值分析，揭示了岩样结构效应与围压效应对于岩样三向应力响应、裂隙发育特征以及岩爆现象速度场的影响规律。 结果表明：初始破坏位置通常出现在应力集中最高的区域，裂隙演化能够区分张裂纹与剪裂纹的不同形态。 研究成果可以为深埋隧道层状岩体垮塌灾害过程式调控及短临预警提供理论支撑。

关键词: MATDEM; 离散元模拟; 隧道层状岩体; 超载破坏; 岩片剥落; 临界破坏

图1 线弹性模型示意图

图2 不同几何参数的节理群

图3 “井”字形压力板

图5 35°变角应力条件0°层面倾角三向应力演化

图6 35°变角应力条件下0°层面倾角颗粒胶结演化

图7 35°变角应力条件下0°层面倾角裂隙分布演化

图13 45°变角应力条件下0°层面倾角颗粒速度演化

王刚,李小顺,王继琳,等.基于MatDEM的深部隧道层状岩体超载损伤破坏演化机制[J].科学技术与工程,2026,26(04):1688-1699.