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深部硬岩隧洞围岩板裂化特性研究
| 论文题名： | 深部硬岩隧洞围岩板裂化特性研究 |
| 关键词： | 深部硬岩隧洞;板裂破坏岩体;裂缝特性;受力状态 |
| 摘要： | 在深部硬岩隧洞的施工过程中，围岩由于开挖卸荷容易形成近似平行于开挖面的板裂破坏裂缝。板裂化破坏通常都伴随着岩爆破坏现象，而板裂化区域的破坏程度对岩爆发生的几率及剧烈程度有着重要的影响，但目前针对板裂化破坏裂缝特性的研究仍较少。因此本文以深部硬岩隧洞板裂破坏岩体为研究对象，采用室内试验、数值模拟相结合的方法，在确定试样材料合理的水灰比之后，对不同裂缝条件以及不同约束条件下试样的力学性质，破坏特点进行分析研究。主要研究成果如下： （1）基于深部隧洞围岩实际受力状态，设计了三侧约束装置，以使试块在加载试验中受力状态与工程实际更加相近。基于配比试验，采用α高强石膏分别对八种不同的水灰比试样进行拉压比的测定，最后确定制作试样的水灰比为1:3。 （2）在两种侧向约束条件下，试样的自由面都会出现岩板弯折、岩块崩出或岩片剥落的破坏现象，但三侧约束方式下试样的破坏形态相比于一侧约束条件更加接近于实际。三侧约束试样的破坏主要是自由面的破坏以及预制裂缝区域裂缝的扩展或生成，试样破坏有张拉破坏、剪切破坏以及拉剪混合破坏三种模式，其中以张拉破坏为主。一侧约束试样的破坏除了自由面外，其他三个侧面都有可能出现张拉或者岩块剥落等破坏现象，新生成裂缝的位置较为随机，不在集中于靠近自由面区域，试样的破坏主要为张拉破坏。 （3）通过对不同裂缝特性及约束方式下各试样进行试验，结果表明三侧约束方式下试块的承载能力与峰值应变相比于一侧约束方式更高；随着裂缝长度，裂缝条数、裂缝厚度以及裂缝密度的增大，试样的峰值强度与割线模量大多呈现逐渐减小的趋势。最后，还分析了试样的声发射特性以及侧面的应变场变化。 （4）基于应变软化模型对试验试样进行数值模拟研究，由于室内试验中方案存在着一定的不足，因而利用数值软件对裂缝厚度及裂缝间距参数进行研究，得出的结果规律与室内试验结论一致，验证了室内试验结果的可靠性。 |
| 作者： | 王露 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 蒋斌松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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