高應(yīng)力儲能巖體動力擾動破裂特征研究.pdf

1、隨社會經(jīng)濟的需求，人類地下開挖工程不斷加深。深部巖體開挖處于典型的高地應(yīng)力、高地溫、高巖溶水壓力及爆破、機械開挖動力擾動（“三高一擾動”）的特殊復(fù)雜力學(xué)環(huán)境。事實上，深部開挖巖體在受到諸如爆破震動等動載荷作用前，已處于很高的地應(yīng)力場中，并儲存較高彈性能量，因此，開挖巖體承受著初始靜載、開挖動載以及彈性儲能釋放的共同作用。從深部巖體開挖所出現(xiàn)的巖爆及分區(qū)破裂化現(xiàn)象可以看出，在高應(yīng)力儲能巖體應(yīng)力釋放過程中有導(dǎo)致圍巖破裂化的現(xiàn)象。故從高應(yīng)力硬

2、巖的受力特征出發(fā)，深入揭示高應(yīng)力硬巖在應(yīng)力卸荷及動力擾動作用下的巖體破壞特征的基礎(chǔ)上，成為深部巖體開挖工程需要迫切研究的課題。
　　 鑒于此，本文利用動靜組合加載試驗裝置，對高應(yīng)力圍壓卸荷作用下應(yīng)力儲能試樣動力擾動破壞特性進行實驗研究。其主要研究內(nèi)容及研究成果如下:
　　 1)高應(yīng)力儲能巖體圍壓卸荷損傷特性實驗。利用動靜組合加載實驗設(shè)備及聲發(fā)射設(shè)備，提出一種針對試樣圍壓卸荷，并承受軸向靜壓加載條件下試樣損傷變量的測量方法

3、，通過不同圍壓卸荷速率模擬不同巖體開挖方式，得出試樣儲能釋放強度、速度以及試樣損傷變量與圍壓卸荷速率的變化規(guī)律。
　　 2)不同圍壓卸荷速率下?lián)p傷巖體動力學(xué)特性實驗。針對不同卸荷速率下巖體的動態(tài)強度、能耗規(guī)律及破碎塊度分布規(guī)律進行實驗研究，得到試樣損傷變量對試樣動態(tài)強度、能耗規(guī)律及破碎塊度分布的影響特征。
　　 3)不同動態(tài)應(yīng)力波加載幅值下巖體動靜組合加載力學(xué)特性實驗。得到應(yīng)力波幅值對巖石動靜組合加載破壞特性的影響。通過

4、能量與塊度分維的分析，體現(xiàn)出巖體在高應(yīng)力動力擾動破壞過程中，由外部擾動能量和高應(yīng)力儲能共同作用造成試樣破壞。
　　 4)不同應(yīng)力儲能條件下巖石試樣力學(xué)特性實驗研究。得到應(yīng)力儲能及沖擊能量對試樣動力學(xué)破壞特性的影響規(guī)律。并建立應(yīng)力儲能巖體巖爆傾向性指標(biāo)。該指標(biāo)體現(xiàn)出激勵型巖爆，不僅與試樣本身特性有關(guān)，而且與所承受的靜載應(yīng)力儲能及動力擾動能量密切相關(guān)，反映出激勵型巖爆的發(fā)生受靜載和動載兩種因素的綜合作用的影響。
　　 5)霍