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高地应力硬脆性围岩破坏影响因素分析VIP免费

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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...

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