大埋深高地应力关山隧道围岩变形破坏分析

发布时间：2017-08-24 05:03

  本文关键词：大埋深高地应力关山隧道围岩变形破坏分析

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【摘要】：甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强烈的岩体质量劣化和各向异性。针对该问题,除了采用矿物成分和微结构分析寻找原因,还通过现场结构面统计分析对围岩质量劣化和各向异性进行描述,同时运用自行研发的钻孔电视进一步分析开挖前后一定时间间隔内围岩的渐进式变形和破坏。钻孔电视试验结果表明,尽管闪长岩作为一种硬脆性岩体,单轴抗压强度(UCS)高于现场地应力值,但其变形和破坏却普遍发生,开挖过程中新生裂隙迅速发育,原先在高地应力下闭合的裂隙也会重新张开和发展,围岩劣化,稳定性降低。为了进一步分析围岩的变形破坏过程,设计了变压力大小和方向的单轴抗压试验,试验中闪长岩的单轴压力值低于单轴抗压强度,试验结果与钻孔电视试验观测结果吻合,证明了在开挖引起的地应力剧烈变化条件下硬脆性闪长岩结构劣化,存在变形破坏的可能性。在大埋深高地应力条件下,除了岩体的各向异性,地应力的变化也是硬脆性围岩稳定性的重要考量因素。
【作者单位】： 中国科学院大学;中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室;绍兴文理学院土木工程学院;天平铁路有限公司;
【关键词】： 深部硬脆岩体 变形破坏 高地应力 闪长岩
【基金】：国家自然科学基金(No.41030749)~~
【分类号】：U451.2
【正文快照】： 1引言过去的几十年,针对大埋深高地应力下硬脆岩体的变形破坏,各国学者提出不同的强度准则描述岩体在不同应力状态下的屈服和破坏规律,如Mohr-Coulomb准则、广义Hoek-Brown准则以及CWFS强度准则[1?4]等。Mohr-Coulomb准则是典型的剪应力屈服准则,能够较好地在浅部工程开挖中进

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本文编号：729338