公路隧道深豎井圍巖巖爆機理及穩(wěn)定性研究.pdf

1、巖爆是在高應(yīng)力條件下地下工程圍巖因開挖卸荷引起的重要地質(zhì)災(zāi)害，給地下工程圍巖的穩(wěn)定性和施工安全帶來嚴重威脅，也是巖石力學(xué)世界性難題之一。
　　 本論文以秦嶺公路隧道2號豎井工程為主要研究背景，運用室內(nèi)試驗、理論分析和數(shù)值模擬等研究方法，從顆粒流和斷裂力學(xué)角度研究了圍巖應(yīng)變型巖爆破壞機理，并對豎井圍巖巖爆穩(wěn)定性問題進行了分析，具有十分重要的工程應(yīng)用價值和學(xué)術(shù)價值。本論文的主要研究工作為：
　　 (1)從工程現(xiàn)場取典型硬巖混

2、合片麻巖，加工成標準試件，進行劈裂抗拉強度試驗、單軸壓縮變形試驗和三軸壓縮試驗，掌握了混合片麻巖的基本力學(xué)參數(shù)，并重點分析了單軸壓縮條件下混合片麻巖的脆性破壞過程和各裂紋臨界應(yīng)力值，為后續(xù)研究提供依據(jù)；
　　 (2)從巖性出發(fā)采用修正沖擊能指標和巖爆物理模型試驗評價了混合片麻巖的巖爆傾向性，并在三維有限元初始地應(yīng)力場反演分析的基礎(chǔ)上，采用Russenes和陶振宇巖爆判別準則進行豎井巖爆綜合預(yù)測分析；
　　 (3)通過混合

3、片麻巖細觀力學(xué)參數(shù)標定和顆粒流模擬相似比研究，采用細觀顆粒流軟件PFC，進行了豎井巖爆細觀機理研究，形象模擬了巖爆微裂紋萌生-微裂紋擴展、聚合-宏觀裂紋形成的漸進破壞過程；
　　 (4)在混合片麻巖起裂和擴展機理分析基礎(chǔ)上，采用滑動翼形裂紋模型進行了巖爆斷裂力學(xué)機理研究，巖爆的斷裂力學(xué)機理為通過裂紋與自由面和裂紋之間的相互作用使巖體局部應(yīng)力狀態(tài)不斷調(diào)整而引起的斷裂破壞；
　　 (5)基于巖爆的斷裂力學(xué)機理和脆性巖體雙線性