高地应力硬脆性围岩破坏影响因素分析VIP免费

第24卷2010征第6期12月Vo1．24No．6Dec。2010文章编号：1007—2993(2010)060282—05高地应力硬脆性围岩破坏影响因素分析吴清星刘斌。张晓欣(1．中国地质大学(北京)工程技术学院，北京10OO83．2．河南省有色金属地质矿产局，郑州4500163．中国航空综合技术研究所，北京100028．4．中航勘察设计研究院，北京100098)【摘要】地应力对硬脆性岩体稳定性具有极为重要作用．已有研究主要集中于脆性破坏方式及其是否发生的预测上，而对地应力、洞形等因素与脆性破坏深度间关系的研究较为少见。基于硬脆性岩体脆性破坏准则，利用Examine2D软件，分析不同地应力环境及洞形时围岩脆性破坏深度变化情况。结果表明：最小主应力量值较低时，破坏深度d与主应力比k近似为直线关系，较高时则为非线性增长；随着k值增加，屈服范围逐渐偏离最小主应力方向45。夹角发展；洞室断面长宽相近时，主应力方向较主应力量值对的影响小．相同应力量值不同主应力方向．破坏位置不同，深度变化较小。洞形不同应力集中系数不同，选择长短轴长度之比与应力比k相接近的椭圆形谐洞，可有效降低破坏深度。【关键词】高地应力；脆性破坏；硬脆性围岩；洞形【中图分类号】TU45【文献标识码】Adoi：10．3969／j．issn．1007—2993．2010．06．003InfluenceofDifferentFactorsonHardRockBrittleFailureinHighIn-situStressWuQingxing’。LiuBin。ZhangXiaoxin(1．SchoolofEngineeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China；2．HenanProvincialNon-ferrousMetalGeologicalandMineralResouroesBureau，Zhengzhou450016Henan，China；3．ChinaAero-PolytechnologyEstablishment．Beijing100028，China；4．AVICInstituteofGeotechniaclEngineering，Beijing100098．China)[Abstract]Thein-situstressisobviouslyimportanttothestabilityoftheundergroundopeninginbrittlehardrock．Previousresearchesgenerallyfocusedonthebrittlefailurefashionanditsprediction．therelationofthein-situstressandthedepthofbrittlefailureisextremelyinsufficient．Inthepaper，basedonthebrittlefailurecriterion，therelationshipbetweenthedifferentin-situstressenvironment，openingshapeandthedepthofbrittlefailuredfhavebeenanalyzedbyExamine2Dsoft—ware．Conclusionscanbedrawnasfollows：withtheincreaseofprincipalstressratiokvalue，dfshowsincreasetrendintheformoflineinthelowminimumprincipalin—situstress，intheformofnonlineinthehighminimumprincipalin-situstressanddam—agedregiondivergethedirectionoftheminimumprincipalstresstotheangleof45。betweentheminimumin-situstress．Thein—fluenceofthedirectionofprincipalstressislowerthanthevalueoftheprincipalstresswhentunnel’Slengthsimilartowidth．Thesiteofbrittlefailureisdifferentwithdifferenttunnelshapeintheidenticalin-situprincipalstressenvironment，butthedepthofbrittlefailureisminor．Stressconcentrationfactorindifferentexcavationshapeisdifferent．ThedepthofbrittlefailureeffectivelyreducedwhentheprolateaxisVSminoraxisequaltothekinellipsecavern．[Keywords]soilhighin—sJtustress；brJttlefailure；brittlehardrock；tunnelshape0引言近年来，我国水利水电设施、采矿工程及交通体系等逐渐向地表深处延伸。随着埋深增加，地应力对工程体稳定性的影响愈发明显。低地应力环境，岩体完整性不同，围岩表现弹性响应、块体滑移和散体型破坏。高地应力环境下，围岩则主要表现为应基金项目：国家自然科学基金资助项目(40902086)作者简介：吴清星，1969年生，男，汉族，湖北潜江人，博士，主要从事岩土体稳定性方面的研究工作。E-mail：wuqingxing2008@163，cornn术r技程吲n工啦土n岩毗吴清星等：高地应力硬脆性围岩破坏影响因素分析283力控制型破坏叫。高地应力作用下脆性岩体积聚大量弹性应变能，开挖临空面释放应力，易于发生突然脆性破坏，如岩爆，亦包含如葱状剥落等其他形式静态破坏[。关...