三向應(yīng)力作用下洞室?guī)r爆模型試驗研究.pdf

1、巖爆是地下工程中一種非線性動力破壞地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，因其本身問題的復(fù)雜性，還未能形成成熟的理論和研究方法。本文采用氣液復(fù)合加載的巖爆模型試驗系統(tǒng)及相關(guān)監(jiān)測方法，模擬研究三向應(yīng)力作用下大尺寸試件洞室?guī)r爆的破壞機理，對圓形洞室和直墻拱頂兩種斷面形式的模型試件進行了不同加載方式的室內(nèi)試驗，對試件內(nèi)部變形狀態(tài)、洞室的宏觀破壞過程和現(xiàn)象、聲發(fā)射能量特征參數(shù)以及表面裂紋擴展引起的聲波速度變化進行了詳細分析，具體工作內(nèi)容和所得結(jié)論如下：
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2、在室內(nèi)條件下，通過分析洞室?guī)r爆產(chǎn)生的原因，采用預(yù)開洞的方式制作出大尺寸模型試件，并利用巖石試驗機，測出同一批試件的單軸抗壓強度，確定出大尺寸模型試件的加載應(yīng)力路徑。
　?。?）根據(jù)兩種不同斷面形式的模型試驗結(jié)果可以看出，試件內(nèi)部的應(yīng)變變化規(guī)律基本上呈對稱狀態(tài)。在本試驗采取的應(yīng)力加載路徑下，圓形洞室?guī)r爆區(qū)的破壞范圍為0.5a（a為洞室半徑）處；直墻拱頂洞室破壞區(qū)范圍與圓形洞室基本相同。圓形洞室在頂部不放置鋼板的情況下，受壓破壞區(qū)接近

3、于洞室周邊，且多以斜向剪切破壞為主。直墻拱頂洞室在頂部放置鋼板的情況下，相當(dāng)于增加了上覆層厚度，整體破壞范圍明顯上移。洞室?guī)r爆破壞順序是先邊墻，后拱肩方向，環(huán)向應(yīng)變是洞室周邊出現(xiàn)裂紋且迅速擴展的主要原因。
　?。?）對四組巖爆模型試件按照確定的應(yīng)力加載路徑，分別進行液壓和氣液復(fù)合加載，采用氣液復(fù)合加載的模型試件，在對應(yīng)破壞點處應(yīng)變變化幅度顯著高于液壓加載試件，巖爆發(fā)生前后的聲發(fā)射最大幅值、最大釋放能量、聲發(fā)射事件數(shù)也顯著高于液壓加