巖石峰后應(yīng)變軟化特性及工程應(yīng)用.pdf

1、隨著地下工程開(kāi)挖的發(fā)展，地下巷道工程的埋深不斷加大。巷道開(kāi)挖后，其圍巖由原來(lái)的三向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槎驊?yīng)力狀態(tài)甚至單向應(yīng)力狀態(tài)，造成圍巖的破壞，此時(shí)圍巖大多情況下處于峰值強(qiáng)度之后，但是此時(shí)的巖體仍具有很高的支護(hù)強(qiáng)度。研究這部分巖體有助于對(duì)地下工程進(jìn)行支護(hù)工作，一定程度上減少巷道的支護(hù)支出和支護(hù)強(qiáng)度，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文在前人的基礎(chǔ)上，提出了巖石峰后的應(yīng)力應(yīng)變曲線的新模型。從強(qiáng)度參數(shù)的演化規(guī)律出發(fā)，確定應(yīng)變軟化參數(shù)和強(qiáng)度準(zhǔn)則，然

2、后根據(jù)強(qiáng)度參數(shù)的演化規(guī)律，確定強(qiáng)度參數(shù)與應(yīng)變軟化參數(shù)之間的聯(lián)系，從而得到巖石峰后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。運(yùn)用摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則，用軸向塑性主應(yīng)變?chǔ)舙1作為應(yīng)變軟化參數(shù)，將其表示成黏聚力c和內(nèi)摩擦角ψ的函數(shù)，最后再轉(zhuǎn)化成軸向主應(yīng)變的函數(shù)，從而給出應(yīng)力-應(yīng)變的關(guān)系和巖石峰后的變形模量的表達(dá)式。
　　運(yùn)用上述方法得到的巖石峰后曲線與實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，兩者的變化趨勢(shì)基本一致，有很好的擬合度，而且隨著三軸試驗(yàn)圍壓的增大，巖石峰后應(yīng)力

3、-應(yīng)變曲線逐漸趨向于平緩。
　　接著運(yùn)用FLAC3D軟件模擬巖石試樣假三軸壓縮試驗(yàn)，觀察模型的塑性狀態(tài)，隨著模型軸向不斷的壓縮，巖石試樣模型的側(cè)面經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的彈性狀態(tài)后，開(kāi)始出現(xiàn)塑性區(qū)，并且之后塑性區(qū)不斷增大，直至試件沿著側(cè)面傾斜方向形成兩條交叉的破裂帶，至此巖石具有了殘余強(qiáng)度。
　　將本文新建的本構(gòu)模型與常規(guī)摩爾-庫(kù)倫模型運(yùn)用到地下巷道的全斷面開(kāi)挖中，對(duì)比這兩種模型的開(kāi)挖過(guò)程，巷道開(kāi)挖完成后，豎直方向的塑性區(qū)域比水平方向