隧(巷)道開挖擾動區(qū)(EDZ)形成過程及機理的研究.pdf

1、目前，公路、鐵路隧道工程建設(shè)以及采礦工程中巷道工程設(shè)計、施工、穩(wěn)定性評價及其支護措施等都直接依賴于對圍巖巖體的強度、變形、巖體損傷與破裂規(guī)律等特征的研究。開挖擾動區(qū)巖體的研究是一個前沿熱點研究課題，但目前尚無成熟的系統(tǒng)研究方法。
　　 本文在對開挖擾動區(qū)(EDZ)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了較為全面回顧的基礎(chǔ)上，對開挖擾動區(qū)的相關(guān)理論進行了系統(tǒng)分類和歸納，對隧道開挖擾動后圍巖的破壞模式及穩(wěn)定性判據(jù)進行了全面分析，總結(jié)了以往研究方法及有關(guān)

2、模型的優(yōu)缺點，提出了開挖擾動區(qū)研究的本質(zhì)和特點。從巖石材料的細觀結(jié)構(gòu)入手，利用細觀力學的研究方法，抓住巖石材料及其力學性質(zhì)的非均勻性，借助于統(tǒng)計學和現(xiàn)有的數(shù)值計算方法，以理論分析和實驗結(jié)果及現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合隧道開挖、采礦工程巷道施工維護工程實例，建立數(shù)值模型，進行圍巖開挖擾動區(qū)的變形、破壞過程的數(shù)值分析，研究了擾動區(qū)的形成過程、機理及擾動范圍。
　　 本文從開挖載荷誘發(fā)巖石損傷與破裂過程入手，在建立卸荷作用下圍巖拉應(yīng)力區(qū)

3、、剪應(yīng)力區(qū)損傷本構(gòu)關(guān)系基礎(chǔ)上，研究了不同斷面隧道開挖擾動誘發(fā)的應(yīng)力積累和應(yīng)力遷移等規(guī)律，重點對連續(xù)巖體、含節(jié)理巖體、層狀巖體中隧道開挖卸荷的擾動區(qū)形成過程和機理進行了研究，闡述了隧道圍巖中弱結(jié)構(gòu)體的存在使圍巖變形和松動區(qū)形態(tài)發(fā)生奇異變化的影響規(guī)律。針對不同的巖體類型，具體分析了開挖后巖體的位移場、應(yīng)力場變化，并闡釋了從彈性區(qū)到塑性區(qū)以至發(fā)生破裂產(chǎn)生殘余變形過程的力學演化規(guī)律。同時考查了巷道開挖卸荷圍巖的蠕變效應(yīng)，及在動態(tài)應(yīng)力波作用下巷道