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基于ABAQUS的深部巷道围岩变形破坏规律及应用研究
摘要
本文基于ABAQUS有限元软件，研究了深部隧道围岩变形破坏规律，通过建立数值模型，对深部隧道内部围岩的变形破坏进行了模拟分析，得出了深部隧道围岩的变形破坏类型及其演化规律，并分析了开挖深度、地应力、岩体强度和围岩松动系数等因素对围岩变形破坏的影响，最终得出了深部隧道围岩变形破坏规律及其应用研究。
关键词：ABAQUS软件；深部隧道；围岩变形破坏；应用研究
引言
在现代城市建设中，隧道工程是重要的土木工程之一。然而，隧道运营中出现的合理问题和建造成本的不断上升引起了业界的广泛关注。围岩变形破坏是隧道工程中的一个主要问题，深部隧道的围岩变形破坏常常导致隧道的破坏和事故发生，给隧道的使用带来了很大的风险和安全隐患。因此，深入研究深部隧道围岩的变形破坏规律和影响因素，对于提高隧道的建造效率和运营安全具有重要的意义。
本文采用ABAQUS有限元软件，建立深部隧道围岩数值模型，模拟研究深部隧道围岩的变形破坏规律和影响因素，并探讨了其应用价值，为深入了解深部隧道围岩变形破坏规律提供了基础理论和实践支持。
研究内容和方法
1.数值模型建立
本研究利用ABAQUS有限元软件建立了深部隧道围岩的数值模型，模型的几何尺寸为50m×40m×30m，整个模型由岩体和隧道两部分组成，四周设置了支撑结构和水平荷载，如图1所示。
2.模拟分析
通过建立的数值模型，模拟了深部隧道内部围岩的变形破坏情况，通过分析围岩应力、位移和能量等参数来判断围岩的变形破坏类型和演化规律，并对开挖深度、地应力、岩体强度和围岩松动系数等因素对围岩变形破坏的影响进行了分析。
3.结果与分析
根据模拟分析结果，本研究得出了深部隧道围岩的变形破坏类型及其演化规律。在较低的开挖深度和地应力下，围岩发生轻微的弹性变形；当开挖深度逐渐加深，地应力增大时，围岩发生剥离、松动和挤压破坏；在高应力、高应变率的作用下，会出现断裂破坏、收缩破坏和翻转破坏。
分析了影响围岩变形破坏的因素，发现开挖深度和地应力是两个重要的因素，随着开挖深度和地应力的增加，围岩的变形破坏程度也会不断加深；而岩体强度和围岩松动系数对围岩变形破坏的影响则较为有限。
4.应用研究
本研究的数值模拟分析结果可为深入掌握深部隧道围岩变形破坏规律提供实验参考，为工程实践提供较为完备的理论指导。在隧道工程施工过程中，应合理掌握开挖深度和地应力等因素的影响，采取有效的支撑结构和加固方式来避免围岩的变形破坏。
结论
本研究基于ABAQUS有限元软件，探讨了深部隧道围岩的变形破坏规律和影响因素，并得出了岩体强度和围岩松动系数等因素对围岩变形破坏的影响比较有限。该研究可为深化深部隧道围岩变形破坏的研究提供一定的理论和实践依据。
参考文献
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