深部巖體脆性破壞機(jī)理及相關(guān)問題研究.pdf

1、地下洞室群在開挖時(shí)，洞室的高邊墻和洞室之間的巖柱往往會(huì)發(fā)生劇烈的脆性變形破壞，出現(xiàn)縱向的劈裂裂縫甚至發(fā)生巖爆，這種類型的破壞對于洞室的穩(wěn)定性會(huì)造成比較嚴(yán)重的威脅。尤其對于處于大埋深、高地應(yīng)力的脆性圍巖中的地下洞室，開挖時(shí)更容易發(fā)生這種破壞。少有學(xué)者針對這種現(xiàn)象展開深入研究。本文以該現(xiàn)象為研究對象，通過結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、理論分析以及數(shù)值計(jì)算分析等手段，深入地研究和探討了深部巖體脆性破壞的機(jī)理，取得了一系列有意義的研究成果。

2、 現(xiàn)場監(jiān)測方面，通過分析瀑布溝水電站地下洞群的監(jiān)測資料探究大型地下廠房邊墻裂縫帶的分布情況、發(fā)育程度和形成原因。監(jiān)測結(jié)果表明，所采用的監(jiān)測方法實(shí)施簡便、快速，對測試松弛區(qū)或裂隙帶頗為有效。 基于斷裂損傷理論，采用共線裂紋模型，推導(dǎo)了多裂隙體在壓剪應(yīng)力作用下的裂紋擴(kuò)展、損傷演化方程；考慮次生裂紋產(chǎn)生附加應(yīng)變對巖體位移的影響。通過引入弱化指數(shù)來反應(yīng)巖體在達(dá)到峰值強(qiáng)度后材料特性的變化，同時(shí)能夠反映出圍壓變化（加卸載）對巖體強(qiáng)度的影響。

3、 基于剪滯模型，從錨桿改善巖體應(yīng)力狀態(tài)的角度分析錨桿的加固作用。對于地下洞室邊墻來說，錨桿的存在相當(dāng)于增加了一部分圍壓。引入斷裂韌度和圍壓的關(guān)系來反映錨桿的對圍巖的加固作用。 結(jié)合有靜力側(cè)壓荷載裝置的霍普金森桿實(shí)驗(yàn)開展了動(dòng)靜力復(fù)合作用下的巖石裂隙擴(kuò)展分析。研究了不同裂隙角度和不同圍壓條件下巖石附加側(cè)向變形量。采用數(shù)值方法分析了復(fù)雜應(yīng)力條件下動(dòng)力擾動(dòng)對深部巖體破壞模式的影響。 對洞室群邊墻圍巖，研究了施工爆破動(dòng)荷載