圆形洞室围岩破坏模式模型试验研究

详细信息   

• 责任者：房倩^c北京交通大学^d1983^e博士 ; 张顶立 ; 王毅远^c南洋理工大学 ; 李鹏飞 ; 李倩倩
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2011
• 卷期：30^b3总238
• 关键词：隧道 ; 围岩变形20^a应力 ; 应变 ; 模型 ; 三轴试验 ; 加载 ; 监测 ; 围岩稳定 ; 破坏
• 页码：564～571
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表2参13插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2011/09

摘要

为系统研究连续介质条件下隧道围岩的破坏模式和规律，采用模型试验，针对黏性材料和砂性材料2种典型地质材料进行研究。黏性材料由重晶石、石英砂和凡士林按一定配比组成，砂性材料考虑单一石英砂材料和石英砂与重晶石混合2种形式。利用压力盒、位移计、非接触监测系统等监测隧道开挖、加载过程中围岩应力和变形情况。对黏性材料而言，在逐级加载过程中表现出先洞室两侧剪切滑移，后拱顶塌落的二次破坏模式，通过位移和应力的监测可知，随着外部荷载的增大，洞室上方塑性区范围增加，而进入塑性状态后，围岩变形速率加快。对砂性材料而言，单一石英砂材料在开挖后围岩不具有自稳能力;而采用石英砂和重晶石混合后的材料，由于颗粒级配较好，材料具有一定的自锁能力，洞室开挖后可以保持稳定，随着逐级加载，洞室顶部首先出现二次抛物线型塌落拱，然后拱脚位置向洞室两侧移动，当其发展到水平中轴线处达到稳定，此时塌落拱滑裂面与普氏拱理论类似。模型试验揭示连续介质条件下隧道围岩的破坏模式，对隧道支护参数的确定具有重要意义。