深埋洞室圍巖破裂區(qū)時空分布特征研究.pdf

1、深部巖體賦存環(huán)境復(fù)雜，高地應(yīng)力以及裂隙使其表現(xiàn)出與淺層巖體大為不同的變形破壞機理，分區(qū)破裂化現(xiàn)象就是其中之一。洞室開挖形成過程中，每個施工步圍巖變形都會發(fā)生變化，因此圍巖分區(qū)破裂是與時間和空間都相關(guān)的過程。由于分區(qū)破裂化時空演化特征尚未明確，可能導致洞室開挖后支護設(shè)計不合理以及支護時機選擇不合理等諸多問題。目前對洞室開挖過程中分區(qū)破裂的時空分布研究較少，因此迫切需要開展深埋洞室圍巖分區(qū)破裂時空特征的研究。
　　本文針對分區(qū)破裂化的

2、兩個主要影響因素，即深部巖體峰后力學特性以及洞室開挖過程開挖面周圍主應(yīng)力旋轉(zhuǎn)進行研究，做了以下工作：
　?、倏紤]深部巖體峰后力學特性，引入內(nèi)變量梯度理論，在分析材料本構(gòu)關(guān)系時加入梯度項以考慮周圍點對材料變形的影響。通過平面應(yīng)變分析，獲得靜水和非靜水壓力條件下洞室圍巖中等效非彈性應(yīng)變解，得到洞室圍巖內(nèi)部各點等效非彈性應(yīng)變的分布規(guī)律。
　?、诳紤]地下洞室是一個逐步開挖的過程，洞室開挖卸荷后造成開挖面周圍主應(yīng)力發(fā)生旋轉(zhuǎn)，圍巖的應(yīng)力

3、和變形將隨著開挖面的前進不斷變化。通過數(shù)值模擬計算，分析不同初始地應(yīng)力以及不同空間位置處，洞室圍巖縱剖面上距開挖面不同距離應(yīng)力的變化規(guī)律。并將洞室未開挖部分假設(shè)為半空間問題，利用Hankel積分變換獲得未開挖部分各點的解。通過對洞室已開挖部分和未開挖部分的分析，建立深埋洞室開挖過程分區(qū)破裂化三維模型，獲得分區(qū)破裂的時空分布特征。
　?、刍陂_挖過程分區(qū)破裂化三維模型，對分區(qū)破裂時空分布特征影響因素進行參數(shù)敏感性分析。通過對不同初始