長大深埋隧洞大理巖結(jié)構(gòu)面剪切蠕變試驗和本構(gòu)模型研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)面(包括斷層，破碎帶，泥化夾層，節(jié)理和裂隙等)破壞了巖體的連續(xù)性和完整性，對圍巖、邊坡、巖基的長期持續(xù)穩(wěn)定性構(gòu)成潛在的威脅。結(jié)構(gòu)面的流變力學性質(zhì)往往控制著巖體的實效變形，對巖石工程進行穩(wěn)定性評價以及在結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中都必須考慮巖石結(jié)構(gòu)面的流變屬性。 錦屏二級水電站利用雅礱江150km大河彎的巨大天然落差裁彎取直，開挖隧洞引水發(fā)電，隧洞具有洞線長、洞徑大、埋深大的特點，且引水隧洞處于高地應力區(qū)與高外水壓力區(qū)。隧洞開挖區(qū)巖石結(jié)構(gòu)

2、面的流變特性直接影響著錦屏二級水電站的長期穩(wěn)定性。因此，本文結(jié)合引水隧洞工程地質(zhì)情況，選取大理巖洞段作為研究對象，通過試驗手段對大理巖結(jié)構(gòu)面的蠕變特性進行研究，分別進行了相同結(jié)構(gòu)面在不同應力水平下的剪切蠕變試驗和相同應力水平時不同結(jié)構(gòu)面粗糙度下的結(jié)構(gòu)面剪切蠕變試驗。在試驗基礎(chǔ)上，分析在長期荷載作用下大理巖結(jié)構(gòu)面的蠕變變形特性，為建立結(jié)構(gòu)面流變特性的力學模型提供試驗的依據(jù)，結(jié)論如下： 1．大理巖結(jié)構(gòu)面在不同正應力水平和不同粗糙度下

3、都沒有出現(xiàn)加速蠕變階段，其破壞過程持續(xù)的時間極為短暫，呈現(xiàn)出明顯的瞬態(tài)特征。 2．采用對數(shù)型經(jīng)驗公式u(t)=A+Bln(1+Ct)對結(jié)構(gòu)面剪切蠕變試驗結(jié)果進行擬合，結(jié)果表明，該經(jīng)驗模型能很好的反映結(jié)構(gòu)面剪切變形隨時間的變化，擬合相關(guān)系數(shù)都在0.97以上。且經(jīng)驗模型中的參數(shù)A，B與所施加的法向正應力，切應力以及結(jié)構(gòu)面的粗糙度有關(guān)。 3．用H-K模型來描述大理巖結(jié)構(gòu)面的蠕變特性有很大的誤差。本文通過兩種方法來改進模型，并取