基于电镜扫描实验的柱状节理隧洞卸荷破坏机制研究

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• 责任者：郝宪杰^c中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室^d1987^e博士研究生 ; 冯夏庭 ; 江权 ; 李邵军 ; 肖亚勋 ; 樊义林^c中国长江三峡集团公司 ; 胡连兴
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2013
• 卷期：32^b8总270
• 页码：1647～1655
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表1参28插图
• 文摘期号：2014/02

摘要

采用现场调查、室内力学实验、细观实验的方法，对导流洞内柱状节理玄武岩的卸荷破坏机制进行研究。研究结果表明：(1)柱状节理岩体内节理面主要包括：柱间节理面、柱内竖直隐节理面、柱内水平节理面，柱间节理面表面粗糙不平，为岩浆岩冷却后形成；柱内竖直隐节理面存在羽毛状陡坎，开挖卸荷后易松弛成为显节理；柱内水平节理面表面平整，方向近乎水平。(2)将现场破坏面与标准破坏模式下的电镜扫描结果对比表明：柱内竖直隐节理面为原生节理面，破坏形式主要为拉破坏；柱间节理面为原生张拉节理，破坏形式包括拉伸与剪切及其混合破坏；水平节理面为构造运动中形成，无明显开挖卸荷破裂特征。(3)柱状节理塌方机制为：受多组节理切割，柱体易沿节理面从柱体内外共同破裂，呈小柱体垮落，即硐室开挖后，当法向力超过柱间节理面抗拉强度时，柱状节理沿着柱间节理面开裂，并滑移；在滑移过程中，柱间节理面相互摩擦，形成剪破坏特征；当法向力超过柱内竖直隐节理抗拉强度时，柱体内部沿着柱内竖直隐节理破裂；节理面相互切割形成小柱体，从柱体内外共同破裂，并向临空面滑落；由于水平节理面非常发育，小柱体最终会在重力及开挖扰动作用下垮塌脱离母岩，严重时形成塌方。该机制可以很好地解释现场边墙柱体破裂面中三弱面共存的原因。