深埋洞室超低摩擦型巖爆發(fā)生機(jī)制與定量預(yù)測(cè).pdf

1、深部巖體往往具有非連續(xù)性和高地應(yīng)力的特點(diǎn)，在開(kāi)挖卸荷作用下通常表現(xiàn)出與淺部巖體截然不同的行為。深部巖體開(kāi)挖擾動(dòng)的應(yīng)力波傳播能導(dǎo)致巖體中結(jié)構(gòu)面拉壓交替變化，即超低摩擦現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)巖爆。本文研究了超低摩擦效應(yīng)的特征，闡述了超低摩擦型巖爆的發(fā)生機(jī)理，并建立非連續(xù)塊巖爆預(yù)測(cè)模型，以工程實(shí)例為依托，開(kāi)展巖爆定量化預(yù)測(cè)研究相關(guān)工作。主要研究工作如下：
　?、偻ㄟ^(guò)建立深部巖體的一維非連續(xù)塊模型，得到任意時(shí)刻下塊體的位移、速度、加速度以及相鄰兩

2、塊體的相對(duì)位移。在此模型基礎(chǔ)上探索了巖體中結(jié)構(gòu)面拉壓交替變化規(guī)律，揭示了深部巖體中超低摩擦效應(yīng)的存在，分析了其對(duì)巖層間破壞和運(yùn)動(dòng)的影響。
　?、谝朕D(zhuǎn)角自由度，建立深部巖體的二維非連續(xù)塊模型，通過(guò)塊體間相互作用力變化規(guī)律，得出在瞬時(shí)擾動(dòng)力作用下各塊體的平動(dòng)方程和轉(zhuǎn)動(dòng)方程。借助顯式時(shí)域有限差分法，得到塊體間相對(duì)位移時(shí)程曲線，發(fā)現(xiàn)了在二維矩形隧洞圍巖中存在超低摩擦現(xiàn)象，并提出巖體中結(jié)構(gòu)面拉壓交替變化導(dǎo)致破壞從而引發(fā)巖爆的超低摩擦型巖爆

3、發(fā)生機(jī)制。此外，通過(guò)參數(shù)分析研究了多種地質(zhì)力學(xué)參數(shù)對(duì)超低摩擦效應(yīng)的影響。
　　③在深部巖體的二維非連續(xù)塊模型的基礎(chǔ)上建立巖爆預(yù)測(cè)模型來(lái)分析超低摩擦型巖爆的萌生過(guò)程和巖爆的烈度特征，并與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性巖爆烈度分級(jí)準(zhǔn)則建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系，驗(yàn)證了巖爆模型對(duì)巖爆烈度預(yù)測(cè)的可行性。通過(guò)具體算例，分析地質(zhì)力學(xué)參數(shù)如地應(yīng)力中大小主應(yīng)力比值、大小主應(yīng)力大小等對(duì)巖爆的發(fā)生形式、范圍和烈度的影響。
　　④將二維巖爆預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于錦屏二級(jí)水電站施工排水