三向應(yīng)力作用下洞室?guī)r爆模型試驗(yàn)研究.pdf

1、巖爆是地下工程中一種非線(xiàn)性動(dòng)力破壞地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，因其本身問(wèn)題的復(fù)雜性，還未能形成成熟的理論和研究方法。本文采用氣液復(fù)合加載的巖爆模型試驗(yàn)系統(tǒng)及相關(guān)監(jiān)測(cè)方法，模擬研究三向應(yīng)力作用下大尺寸試件洞室?guī)r爆的破壞機(jī)理，對(duì)圓形洞室和直墻拱頂兩種斷面形式的模型試件進(jìn)行了不同加載方式的室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)試件內(nèi)部變形狀態(tài)、洞室的宏觀破壞過(guò)程和現(xiàn)象、聲發(fā)射能量特征參數(shù)以及表面裂紋擴(kuò)展引起的聲波速度變化進(jìn)行了詳細(xì)分析，具體工作內(nèi)容和所得結(jié)論如下：
　　（1）

2、在室內(nèi)條件下，通過(guò)分析洞室?guī)r爆產(chǎn)生的原因，采用預(yù)開(kāi)洞的方式制作出大尺寸模型試件，并利用巖石試驗(yàn)機(jī)，測(cè)出同一批試件的單軸抗壓強(qiáng)度，確定出大尺寸模型試件的加載應(yīng)力路徑。
　?。?）根據(jù)兩種不同斷面形式的模型試驗(yàn)結(jié)果可以看出，試件內(nèi)部的應(yīng)變變化規(guī)律基本上呈對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。在本試驗(yàn)采取的應(yīng)力加載路徑下，圓形洞室?guī)r爆區(qū)的破壞范圍為0.5a（a為洞室半徑）處；直墻拱頂洞室破壞區(qū)范圍與圓形洞室基本相同。圓形洞室在頂部不放置鋼板的情況下，受壓破壞區(qū)接近

3、于洞室周邊，且多以斜向剪切破壞為主。直墻拱頂洞室在頂部放置鋼板的情況下，相當(dāng)于增加了上覆層厚度，整體破壞范圍明顯上移。洞室?guī)r爆破壞順序是先邊墻，后拱肩方向，環(huán)向應(yīng)變是洞室周邊出現(xiàn)裂紋且迅速擴(kuò)展的主要原因。
　?。?）對(duì)四組巖爆模型試件按照確定的應(yīng)力加載路徑，分別進(jìn)行液壓和氣液復(fù)合加載，采用氣液復(fù)合加載的模型試件，在對(duì)應(yīng)破壞點(diǎn)處應(yīng)變變化幅度顯著高于液壓加載試件，巖爆發(fā)生前后的聲發(fā)射最大幅值、最大釋放能量、聲發(fā)射事件數(shù)也顯著高于液壓加