深埋隧（巷）道圍巖變形破裂研究.pdf

1、隨著礦山開采等地下工程深度的增加，處于高圍壓和復雜地質(zhì)環(huán)境中的隧道圍巖在開挖過程中出現(xiàn)復雜的變形現(xiàn)象，深部隧（巷）道開挖造成的圍巖變形破裂逐漸引起廣泛的關(guān)注和重視，并成為近年來巖石力學學科的研究熱點。本論文以深部隧道為研究對象，采用理論分析、數(shù)值模擬等方法對隧道開挖圍巖的變形破裂規(guī)律進行研究，研究內(nèi)容及成果主要包括：
　?。?）對于深埋圓形隧道開挖問題，將圍巖開挖視為動態(tài)變化過程，在理論分析中將隧道開挖擾動問題分解為隧洞周邊受力和

2、隧洞外邊界受力兩個子問題；用二次拋物線函數(shù)曲線來模擬隧道開挖卸荷隨時間的變化過程，采用Laplace積分變換求出隧道開挖受載，再運用DenIseger法進行Laplace逆變換的數(shù)值計算，將兩個分解問題的計算解疊加以此獲得圓形隧道動態(tài)開挖問題的解析解，從而得到深埋隧道開挖過程中應(yīng)力和變形隨時間的變化規(guī)律；然后再從靜態(tài)力學的角度進行彈性和彈塑性力學分析，得到隧道開挖的靜態(tài)解析解；最后通過動靜態(tài)力學解析結(jié)果的對比得出深部隧道開挖動靜態(tài)解的差

3、異性。
　?。?）針對深埋圓形隧道開挖問題出現(xiàn)的分區(qū)破裂現(xiàn)象，建立從內(nèi)向外依次為破裂區(qū)-彈性區(qū)-破裂區(qū)-彈性區(qū)的分區(qū)破裂力學分析模型，采用Mohr-Coulomb準則進行非關(guān)聯(lián)彈塑性分析，獲得各個分區(qū)圍巖應(yīng)力和變形的理論解析解，并根據(jù)圍巖不同分區(qū)的邊界條件以及圍巖應(yīng)力和變形的存在狀態(tài)推導分區(qū)破裂的形成條件。
　?。?）對深埋隧道的開挖進行數(shù)值模擬分析，首先研究隧道埋深、側(cè)壓系數(shù)、最大水平主應(yīng)力與隧道軸向不同夾角等單因素作用下