为研究寒区隧道多孔围岩在低温冻胀作用下的破坏判据,基于冻岩力学、断裂力学和细观损伤力学求解围岩冻胀力值和应力强度因子,将岩石应力腐蚀极限代替断裂韧度作为起裂判据;在单次冻胀作用下,对易发生冻胀破坏的“主干-旁枝型”孔隙结构建立围岩冻胀破坏判据;在持续冻胀作用下,将其视为冻融循环作用,考虑循环过程中岩石碎屑流失的影响效应并建立围岩冻胀破坏判据。依托西藏某寒区隧道验证失稳判据的可靠性并分析不同参数对围岩应力强度因子的影响作用。结果表明:围岩应力强度因子与主干孔轴线直径和水压力呈正比关系,前者初期增长速率显著大于后期,后者则几乎呈线性变换;与围岩环境温度和韧度比呈反比关系,且温度对围岩失稳的影响效果更明显。
参考在金属蠕变过程研究中所发展的损伤力学模型,建立了一般应力状态下,微裂隙的形成 和发展影响冻土蠕变过程力学行为的损伤力学模型,从该模型得到了冻土破坏时间依赖于应力的具体 函数关系.计算结果与实测数据的对比表明,该模型准确地反映了冻土蠕变过程中变形随时间发展的 趋势,对破坏时间的预测也基本与实测结果一致.
简单介绍了损伤力学的基本内容和基本理论 ,回顾损伤力学的研究历史以及在各个方面的应用 ,着重强调了损伤力学在冻土方面应用取得的一些成果 ,指出今后损伤力学在冻土力学应用上需注意和改善的一些问题和方法。