深埋隧洞圍巖性質(zhì)及巖爆機(jī)理研究.pdf

1、深埋地下隧洞工程的大量建設(shè)是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的必然要求。與此同時(shí)，深埋對(duì)圍巖性質(zhì)的改變及帶來(lái)的巖爆災(zāi)害給地下工程的施工與安全帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。以齊熱哈塔爾高埋深引水隧洞為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)物理試驗(yàn)及數(shù)值模擬結(jié)合的方法，研究片麻花崗巖的力學(xué)性質(zhì)及引水隧洞的巖爆機(jī)理。主要分析了巖石的力學(xué)性質(zhì)、最小圍壓對(duì)巖爆的影響、不同側(cè)壓力系數(shù)和不同開(kāi)挖形狀對(duì)洞室?guī)r爆的影響，為實(shí)際工程提供一定的參考依據(jù)。論文主要內(nèi)容及成果如下:
　　(1)對(duì)齊熱哈塔爾片

2、麻花崗巖標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)、巴西劈裂試驗(yàn)和常規(guī)三軸試驗(yàn)。測(cè)得巖石的力學(xué)行為，結(jié)合破壞形態(tài)和應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)其巖爆傾向和脆性特征進(jìn)行分析，得到了力學(xué)性質(zhì)和圍壓的線性關(guān)系。結(jié)果表明所測(cè)巖石具有較大的脆硬性、拉壓比及較高的巖爆傾向。
　　(2)結(jié)合物理試驗(yàn)中試樣參數(shù)、破壞現(xiàn)象和裂紋擴(kuò)展情況對(duì)PFC2D中的粘結(jié)本構(gòu)模型進(jìn)行了對(duì)比分析，選擇更加適合的Flat-Jointed模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)室內(nèi)試驗(yàn)的參數(shù)反演和室內(nèi)巖爆試驗(yàn)的模擬。參數(shù)反演從

3、裂紋數(shù)目、破裂模式與應(yīng)力-應(yīng)變曲線三個(gè)方面和室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，表明模型可靠性。室內(nèi)巖爆試驗(yàn)?zāi)M旨在探究最小圍壓對(duì)巖爆的影響，結(jié)果表明圍壓較小或較大時(shí)，更容易發(fā)生巖爆破壞;圍壓在一定范圍內(nèi)時(shí)試樣更加穩(wěn)定，但發(fā)生巖爆時(shí)，破壞程度更加嚴(yán)重。
　　(3)結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行顆粒細(xì)觀強(qiáng)度折減后進(jìn)行了洞室開(kāi)挖的模擬，研究了不同洞室開(kāi)挖形狀和不同側(cè)壓力系數(shù)下洞室的巖爆破壞過(guò)程。主要從裂紋萌生發(fā)展情況及種類(lèi)、力鏈分布及開(kāi)挖處位移狀態(tài)三個(gè)角度進(jìn)