復(fù)雜加卸荷巖石破壞機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、該文針對地下工程復(fù)雜的開挖加卸荷特點(diǎn),利用2000kN微機(jī)控制電液伺服多功能試驗(yàn)機(jī),采用與地下工程開挖真實(shí)路徑相一致的試驗(yàn)與模擬方法,進(jìn)行了巖石加載破壞試驗(yàn)和復(fù)雜加卸荷破壞試驗(yàn),比較了加荷和卸荷不同力學(xué)條件下巖石力學(xué)性質(zhì)的變化,為認(rèn)識與把握開挖加卸荷條件下巖石失穩(wěn)破裂機(jī)理,合理解釋以開挖卸荷變化為主的巖體工程提供依據(jù).論文主要進(jìn)行了以下幾個方面的研究工作:(1)分析了國內(nèi)外巖石復(fù)雜加卸荷試驗(yàn)研究的現(xiàn)狀,指出了目前試驗(yàn)研究中存在的主要問題

2、.在對加、卸荷條件下巖石破壞進(jìn)行試驗(yàn)及理論研究基礎(chǔ)上,該文綜合分析了加、卸荷條件下巖石力學(xué)參數(shù)、破壞形態(tài)、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、強(qiáng)度特征及能量變化方面的異同.結(jié)果表明,巖石在缺荷狀態(tài)下變形破壞較常規(guī)三軸加載破壞更為發(fā)育,其破壞程度也更為嚴(yán)重一些,并且卸荷破壞失穩(wěn)時的應(yīng)力強(qiáng)度比加荷破壞失穩(wěn)時的應(yīng)力強(qiáng)度更低;巖樣卸荷初始的圍壓越高,越容易發(fā)生破壞;巖樣加載破壞是吸收試驗(yàn)機(jī)能量的過程,而巖樣保持軸向變形不變的卸荷破壞不需要試驗(yàn)機(jī)對其做功,試件破壞是

3、通過自身釋放能量實(shí)現(xiàn)的.(2)基于具體巖石試樣應(yīng)力-應(yīng)變試驗(yàn)曲線中的大量數(shù)據(jù),用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別建立了巖石試樣常規(guī)三軸加載模型與卸荷模型,模型的模擬值與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,為數(shù)值模擬中的本構(gòu)關(guān)系更切合巖石材料的變形特征、更加符合工程實(shí)際提供了一種可行性方法.(3)在總結(jié)各種預(yù)測巖爆方法的基礎(chǔ)上,對卸荷引起的巖爆災(zāi)害發(fā)生機(jī)理及預(yù)測方法進(jìn)行了研究.研究表明,巖石單軸壓縮破壞狀態(tài)與輕微巖爆現(xiàn)象較為相似,隨著圍壓的增加,卸荷破壞狀態(tài)逐漸從中等巖爆