深埋隧道巖體加卸載力學(xué)特性及圍巖穩(wěn)定性研究.pdf

1、巖石的高圍壓作用下表現(xiàn)出明顯不同于淺埋工程中巖石的力學(xué)行為和應(yīng)力-應(yīng)變特征。開挖時(shí)由于圍巖的擾動(dòng)容易產(chǎn)生圍巖失穩(wěn)等工程事故。而對(duì)于深埋地下工程一般都具有工作年限長(zhǎng)、工程規(guī)模大、工程重要性等級(jí)高等特點(diǎn)，一旦引發(fā)圍巖的穩(wěn)定性問題將會(huì)給工程帶來災(zāi)難性的破壞，使得深部巖體工程面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也是許多學(xué)者和工程技術(shù)人員進(jìn)行科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。
　　本文結(jié)合錦屏二級(jí)水電站深埋引水隧洞的工程背景，利用該工程中的巖石制作巖石室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)的巖

2、樣，進(jìn)行不同應(yīng)力路徑下巖石的應(yīng)力-應(yīng)變特征的研究。最后利用試驗(yàn)得到的巖石力學(xué)參數(shù)分析巖體開挖后圍巖的穩(wěn)定性分析。主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)。
　　(1)闡述了“深部”及“深部工程”的概念，引入臨界深度來界定深部工程，通過莫爾-庫倫屈服準(zhǔn)則計(jì)算上臨界深度。分析了原巖應(yīng)力的分布規(guī)律與特征，其中包括實(shí)測(cè)垂直應(yīng)力、水平應(yīng)力的分布規(guī)律以及平均水平應(yīng)力、垂直應(yīng)力和水平主應(yīng)力與埋深的關(guān)系。并對(duì)實(shí)測(cè)平均水平應(yīng)力、水平主應(yīng)力值、兩個(gè)水平應(yīng)力值的比值進(jìn)行統(tǒng)

3、計(jì)分析。
　　(2)通過室內(nèi)巖石的力學(xué)試驗(yàn)，研究巖石在三種不同加、卸載力學(xué)路徑下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及破壞特性。對(duì)比分析三種情況下巖石變形參數(shù)和強(qiáng)度參數(shù)的變化規(guī)律。得到巖石在不同圍壓下的軟化規(guī)律、殘余強(qiáng)度的變化規(guī)律，以及圍壓大小對(duì)巖石強(qiáng)度和變形性能的影響。得到了巖石在卸荷段在考慮圍壓和徑向應(yīng)變影響下巖石變形模量、泊松系數(shù)隨圍壓的變化規(guī)律。
　　(3)基于深埋隧道開挖后圍巖的變形特征，將圍巖劃分為塑性區(qū)和彈性區(qū)。通過理論計(jì)算圍巖在