深埋隧（巷）道圍巖變形破裂研究.pdf

1、隨著礦山開(kāi)采等地下工程深度的增加，處于高圍壓和復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中的隧道圍巖在開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)復(fù)雜的變形現(xiàn)象，深部隧（巷）道開(kāi)挖造成的圍巖變形破裂逐漸引起廣泛的關(guān)注和重視，并成為近年來(lái)巖石力學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)。本論文以深部隧道為研究對(duì)象，采用理論分析、數(shù)值模擬等方法對(duì)隧道開(kāi)挖圍巖的變形破裂規(guī)律進(jìn)行研究，研究?jī)?nèi)容及成果主要包括：
　　（1）對(duì)于深埋圓形隧道開(kāi)挖問(wèn)題，將圍巖開(kāi)挖視為動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，在理論分析中將隧道開(kāi)挖擾動(dòng)問(wèn)題分解為隧洞周邊受力和

2、隧洞外邊界受力兩個(gè)子問(wèn)題；用二次拋物線函數(shù)曲線來(lái)模擬隧道開(kāi)挖卸荷隨時(shí)間的變化過(guò)程，采用Laplace積分變換求出隧道開(kāi)挖受載，再運(yùn)用DenIseger法進(jìn)行Laplace逆變換的數(shù)值計(jì)算，將兩個(gè)分解問(wèn)題的計(jì)算解疊加以此獲得圓形隧道動(dòng)態(tài)開(kāi)挖問(wèn)題的解析解，從而得到深埋隧道開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)力和變形隨時(shí)間的變化規(guī)律；然后再?gòu)撵o態(tài)力學(xué)的角度進(jìn)行彈性和彈塑性力學(xué)分析，得到隧道開(kāi)挖的靜態(tài)解析解；最后通過(guò)動(dòng)靜態(tài)力學(xué)解析結(jié)果的對(duì)比得出深部隧道開(kāi)挖動(dòng)靜態(tài)解的差

3、異性。
　?。?）針對(duì)深埋圓形隧道開(kāi)挖問(wèn)題出現(xiàn)的分區(qū)破裂現(xiàn)象，建立從內(nèi)向外依次為破裂區(qū)-彈性區(qū)-破裂區(qū)-彈性區(qū)的分區(qū)破裂力學(xué)分析模型，采用Mohr-Coulomb準(zhǔn)則進(jìn)行非關(guān)聯(lián)彈塑性分析，獲得各個(gè)分區(qū)圍巖應(yīng)力和變形的理論解析解，并根據(jù)圍巖不同分區(qū)的邊界條件以及圍巖應(yīng)力和變形的存在狀態(tài)推導(dǎo)分區(qū)破裂的形成條件。
　?。?）對(duì)深埋隧道的開(kāi)挖進(jìn)行數(shù)值模擬分析，首先研究隧道埋深、側(cè)壓系數(shù)、最大水平主應(yīng)力與隧道軸向不同夾角等單因素作用下