
摘要: 针对深部隧道围岩在开挖过程中受到温度场、渗流场与应力场共同作用而引起的损伤演化问题,基于热弹性力学、Biot渗流理论和连续损伤力学,建立了温度-渗流-应力-损伤(THMD)耦合模型。通过COMSOL Multiphysics平台实现模型的数值求解,并引入Weibull分布表征围岩非均匀性,研究系统分析了隧道开挖后应力、孔隙水压力、温度及损伤场的时空演化规律。数值结果表明:开挖使围岩应力显著重分布,应力集中主要出现在拱顶与两侧并呈扩散趋势;孔隙水压力在开挖面附近先骤降形成负压区,随后渗流逐步调整并趋于准稳态;温度场在洞壁快速降温后形成径向梯度并逐渐均化;损伤区主要聚集于隧洞两侧,随时间由洞壁向深部扩展,局部损伤接近失效。研究结果揭示了多物理场耦合作用下深部隧道围岩损伤演化机理,为极端环境下深部隧道稳定性分析与工程设计提供了理论依据。
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