引入梯度应力的岩爆预测方法

发布时间：2021-04-18 04:13

　　地下工程开挖过程中,深部岩体在开挖扰动作用下,洞壁附近围岩所受切向应力呈梯度分布。为探索梯度应力对岩体产生岩爆特性的影响,借助自主研发的YB-A型气液复合岩爆模拟试验装置对大尺寸试件进行不同梯度应力作用下的岩爆试验,且在结合大量工程实例的基础上,引入梯度应力强度比对强度–应力比判据进行优化,建立一种引入梯度应力的岩爆预测方法。结果表明,岩体岩爆烈度与其所受梯度应力存在明显的相关性,考虑梯度应力的岩爆判据克服了传统的强度–应力比指标区间不均匀的问题,预测准确率提高到90.4%,为地下工程岩爆预测提供理论依据。 

【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

隧道开挖前后围岩的切向应力分布图

为研究梯度应力对岩爆孕育的影响，借助自主研发的YB-A型气液复合岩爆模拟试验装置对模型试件进行梯度应力作用下的加载试验，拟在室内再现岩体在不同梯度应力作用下的岩爆现象，分析应力梯度改变对产生岩爆特性的影响，试验装置如图2所示。为模拟地下开挖硐室围岩受力状态，试件在岩爆试验装置中受三向六面加载，顶部为分级梯度加载，右侧和后侧为均布加载，其受力如图3所示。

为模拟地下开挖硐室围岩受力状态，试件在岩爆试验装置中受三向六面加载，顶部为分级梯度加载，右侧和后侧为均布加载，其受力如图3所示。地下空间岩体开挖后，硐室切向应力随围岩内部某点距洞壁水平距离的增大而减小，可用函数y=ae-bx+c[11]近似模拟。其中，y是地下硐室围岩内部某点沿硐室切向的应力，x为围岩内部（试件内部）某点到洞壁（卸载面）的距离；a+c为洞壁围岩（x=0）切向应力；c是原岩初始顶部压力；b为梯度系数，其值越大，代表模型顶部应力梯度差越大。加载路径Ⅰ为大梯度加载，选取b=4；加载路径Ⅱ为小梯度加载，选取b=2；加载路径Ⅲ为均布加载，选取b=0；具体路径如图4所示。

【参考文献】：
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本文编号：3144779