第9期2023年9月文章编号：1673-9000（2023)09-0014-03陕西水利ShaanxiWaterResourcesNo.9September,2023基于ABAQUS的隧洞围岩裂隙扩展二次开发及研究刘光然（水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州453700）［摘要］隧洞围岩中含有天然裂隙，裂隙的不稳定发展影响隧洞围岩的稳定性。为研究隧道围岩内部裂隙扩展规律，以ABAQUS为平台，将MC准则（Mohr-Coulomb）嵌入子程序VUSDFLD进行二次开发，同时引入单元删除算法以实现岩石模型破坏效果。结果表明：（1）随着荷载的不断增加，裂隙尖端出现应力集中现象。（2）裂隙下部的受拉区域明显大于上部，裂隙下部先于上部发生破坏。整个受压过程中，模型主要为剪切破坏模式。（3）裂隙尖端竖直与水平方向裂缝主要有MC剪切破坏导致。（4）隧洞处于软弱地层，岩石破坏时应力为3.23MPa。为增强围岩稳定性，采用灌浆措施填充围岩裂隙以抑制围岩内部裂隙的扩展。【关键词］围岩；裂隙；MC准则；VUSDFLD；二次开发；单元删除算法［中图分类号］TV672+.1【文献标识码］B内，模型为各项同性。1引言根据表1,围岩样品的容重为=25.5kN/m，弹性模量为水工隧洞地质情况复制，部分隧洞围岩内部含有天然缺E=3.5GPa,泊松比μ=0.30,粘聚力C=0.10MPa,内摩擦角β=30°。陷，这些缺陷以裂隙的方式存在。在开挖扰动作用下，裂隙扩展成宏观裂缝，导致围岩失稳引发安全事故。因此，对隧洞围岩裂隙扩展规律展开研究具有重要意义。本文以某引水隧洞为例，结合隧洞围岩实际力学属性，将MC准则嵌入ABAQUS子程序VUSDFLD进行二次开发。通过建立的数值模型，对围岩内部裂隙的扩展规律展开研究。2工程概况某水库输水工程隧洞由取水口、输水隧洞、永久支洞等组成。输水隧洞1段进口底高程96.50m，出口底高程90.50m，长5.23km。本段输水隧洞采用钻爆法施工，成洞洞径6m，圆形断面。交叉穿越位置为Ⅲ类围岩，衬砌厚度为0.5m，输水隧洞衬砌混凝土采用C25。隧洞局部处于花岗岩软弱地层，围岩整体性较差，内部含有天然裂隙。3模型建立3.1计算模型取隧洞围岩圆柱体样本，样本尺寸为g50mm×100mm。隧道围岩中含有天然节理，计算模型中心内置椭圆形斜裂隙：裂隙尺寸为αlmm×0.5mm,裂隙与岩石样本中轴线呈45°（图1）。模型采用显示动态分析方法，一共划分8023个网格单元，网格类型为C3D8R。模型底部竖向约束，上表面采用位移加载方式，最大位移40mm，加载速率为0.005mm/step（图2）。模型中，Z轴方向为竖直方向,X、Y轴为水平方向。计算范围图1计算...
