公路隧道深豎井圍巖巖爆機(jī)理及穩(wěn)定性研究.pdf

1、巖爆是在高應(yīng)力條件下地下工程圍巖因開挖卸荷引起的重要地質(zhì)災(zāi)害，給地下工程圍巖的穩(wěn)定性和施工安全帶來嚴(yán)重威脅，也是巖石力學(xué)世界性難題之一。
　　 本論文以秦嶺公路隧道2號(hào)豎井工程為主要研究背景，運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬等研究方法，從顆粒流和斷裂力學(xué)角度研究了圍巖應(yīng)變型巖爆破壞機(jī)理，并對(duì)豎井圍巖巖爆穩(wěn)定性問題進(jìn)行了分析，具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)價(jià)值。本論文的主要研究工作為：
　　 (1)從工程現(xiàn)場(chǎng)取典型硬巖混

2、合片麻巖，加工成標(biāo)準(zhǔn)試件，進(jìn)行劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、單軸壓縮變形試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)，掌握了混合片麻巖的基本力學(xué)參數(shù)，并重點(diǎn)分析了單軸壓縮條件下混合片麻巖的脆性破壞過程和各裂紋臨界應(yīng)力值，為后續(xù)研究提供依據(jù)；
　　 (2)從巖性出發(fā)采用修正沖擊能指標(biāo)和巖爆物理模型試驗(yàn)評(píng)價(jià)了混合片麻巖的巖爆傾向性，并在三維有限元初始地應(yīng)力場(chǎng)反演分析的基礎(chǔ)上，采用Russenes和陶振宇巖爆判別準(zhǔn)則進(jìn)行豎井巖爆綜合預(yù)測(cè)分析；
　　 (3)通過混合

3、片麻巖細(xì)觀力學(xué)參數(shù)標(biāo)定和顆粒流模擬相似比研究，采用細(xì)觀顆粒流軟件PFC，進(jìn)行了豎井巖爆細(xì)觀機(jī)理研究，形象模擬了巖爆微裂紋萌生-微裂紋擴(kuò)展、聚合-宏觀裂紋形成的漸進(jìn)破壞過程；
　　 (4)在混合片麻巖起裂和擴(kuò)展機(jī)理分析基礎(chǔ)上，采用滑動(dòng)翼形裂紋模型進(jìn)行了巖爆斷裂力學(xué)機(jī)理研究，巖爆的斷裂力學(xué)機(jī)理為通過裂紋與自由面和裂紋之間的相互作用使巖體局部應(yīng)力狀態(tài)不斷調(diào)整而引起的斷裂破壞；
　　 (5)基于巖爆的斷裂力學(xué)機(jī)理和脆性巖體雙線性