武汉岩土所在考虑围压和塑性应变耦合作用下岩石弹性模量衰减规律方面取得新进展

　　岩石的弹性模量是影响隧道和地下洞室开挖后变形程度的重要力学参数，合理估计岩石弹性模量可为隧道和地下洞室的支护设计提供可靠依据。大量室内岩石三轴试验结果表明：岩石弹性模量在弹性阶段较为稳定，但在应力峰值后的塑性应变软化阶段，随塑性应变增大而非线性衰减；同时，不同围压下的弹性模量衰减过程也并不相同。因此，考虑围压和塑性应变对弹性模量衰减的共同作用是十分必要的。

　　关于围压和塑性应变对岩石弹性模量衰减影响的研究中，通常仅考虑单一类型的岩石试样，缺乏普遍适用性，无法提出一种适合多类岩石的统一公式，且较多研究认为围压与塑性应变对弹性模量的影响是独立的，通常将两类影响规律的方程式相乘，但通过分析大量试验结果可知，这两种因素对弹性模量的影响规律是相互耦合的。针对于此，中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程抗震安全组基于大量不同类型岩石三轴循环加卸载试验结果，采用拟合方法，提出了一种考虑围压和塑性应变耦合作用且适用于多类岩石的弹性模量非线性衰减公式。该衰减公式可应用于隧道和地下洞室开挖支护的数值分析与计算，更加合理地反映岩体的力学行为。

　　本研究成果得到国家自然科学基金项目（Nos. 52009129, U21A20159）的资助。

　　相关论文链接：http://doi.org/10.1007/s00603-022-03000-9或https://rdcu.be/cUt2n

图1 根据三轴循环加卸载试验确定弹性模量变化规律　　

图2 岩石弹性模量非线性衰减公式