臨近斷層隧道圍巖失穩(wěn)破壞機(jī)制試驗(yàn)研究.pdf

1、大量的工程實(shí)踐表明，斷層對地下洞室圍巖穩(wěn)定性的影響有著決定性作用，故此開展斷層對圍巖穩(wěn)定影響的破壞機(jī)理模型試驗(yàn)是非常有意義的。 本論文結(jié)合中國地震局構(gòu)造物理開放實(shí)驗(yàn)室基金“深部硬巖中受構(gòu)造影響巷道圍巖失穩(wěn)破裂過程的研究”課題，以含45度角斷層的真實(shí)砂巖所構(gòu)成的隧道圍巖為研究目標(biāo)，采用物理模型試驗(yàn)以及數(shù)值模擬等方法，對含斷層隧道圍巖在外力作用下漸進(jìn)破壞機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，其中研究內(nèi)容及結(jié)論如下： （1）通過單軸抗壓試驗(yàn)，

2、獲得本實(shí)驗(yàn)所用砂巖的物理力學(xué)參數(shù)。 （2）通過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)400×400×50mm砂巖試樣在等1：3的等比例位移控制加載條件下，在壓力機(jī)壓力范圍內(nèi)很難達(dá)到破壞。故調(diào)整加載方式為橫向荷載控制下，豎向位移加載控制方式。 （3）當(dāng)隧道沒有支護(hù)的情況下，圍巖破壞形式為脆性破壞。主要沿?cái)鄬影l(fā)生錯(cuò)動(dòng)。當(dāng)隧道有支護(hù)的條件下，圍巖破壞形式明顯的應(yīng)變軟化階段。且在位于拱頂位置，其破壞裂紋較為發(fā)育。并通過對試樣表面所布設(shè)的92個(gè)應(yīng)變片數(shù)據(jù)進(jìn)行

3、詳細(xì)的分析后，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的推移，圍巖的應(yīng)力場發(fā)生著變化，并且斷層對應(yīng)變場有一定影響。對圍巖的聲發(fā)射進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)此圍巖聲發(fā)射類型為Mogi-I型。提出應(yīng)變敏感系數(shù)概念，對圍巖豎向應(yīng)變進(jìn)行分析。 （4）利用有限元RFPA-2D軟件模擬了隧道圍巖漸進(jìn)破壞過程，通過其應(yīng)力場及聲發(fā)射綜合對比分析得到一些規(guī)律，圍巖破壞形式隨著斷層距隧道輪廓線的距離不同而不同，斷層距隧道輪廓線在一定范圍內(nèi)時(shí)，斷層與隧道輪廓線之間形成應(yīng)力集中區(qū)，并且隧道的