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Zonal disintegration mechanism of isotropic rock masses around a deep spherical tunnel
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作者 谷新保 毕靖 许明 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第10期4074-4082,共9页
In order to investigate zonal disintegration mechanism of isotropic rock masses around a deep spherical tunnel, a new mechanical model subjected to dynamic unloading under hydrostatic pressure condition is proposed. T... In order to investigate zonal disintegration mechanism of isotropic rock masses around a deep spherical tunnel, a new mechanical model subjected to dynamic unloading under hydrostatic pressure condition is proposed. The total elastic stress-field distributions is determined using the elastodynamic equation. The effects of unloading rate and dynamic mechanical parameters of isotropic deep rock masses on the zonal disintegration phenomenon of the surrounding rock masses around a deep spherical tunnel as well as the total elastic stress field distributions are considered. The number and size of fractured and non-fractured zones are determined by using the Hoek-Brown criterion. Numerical computation is carried out. It is found from numerical results that the number of fractured zones increases with increasing the disturbance coefficient, in-situ stress, unloading time and unloading rate, and it decreases with increasing parameter geological strength index, the strength parameter and the uniaxial compressive strength of intact rock. 展开更多
关键词 zonal disintegration mechanism isotropic rock mass spherical tunnel dynamic unloading
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深部岩巷分区破裂围岩稳定性控制方法及应用 被引量:17
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作者 王汉鹏 李术才 +3 位作者 薛俊华 李建明 张庆贺 马芹永 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1957-1964,共8页
深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注... 深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度"的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。 展开更多
关键词 深部岩巷 分区破裂围岩 稳定性 控制方法 支护技术
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深部巷道围岩分区破裂化数值模拟 被引量:49
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作者 高富强 康红普 林健 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期21-25,共5页
采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条... 采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条破裂带,这些破裂带互相交叉,在巷道浅部围岩形成网状间隔破裂区,在深部围岩形成环带状间隔破裂区。岩体初始应力水平、侧压系数及巷道断面形状等对巷道围岩分区破裂化都有显著影响。数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。 展开更多
关键词 深部巷道 围岩分区破裂化 FLAC 破裂带
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深部高应力载荷作用下的洞室变形破坏实验 被引量:12
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作者 宋义敏 潘一山 +1 位作者 章梦涛 施惠基 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2008年第4期489-491,共3页
为了揭示深部高应力岩体工程中所体现出的围岩分区碎裂化现象的机理,采用模拟试验的方法,研究了高应力作用下材料性质,支护,试件尺度对围岩分区碎裂化产生的影响。结果表明:所做的相似材料模拟试验,在洞室周围都观察到了围岩分区碎裂化... 为了揭示深部高应力岩体工程中所体现出的围岩分区碎裂化现象的机理,采用模拟试验的方法,研究了高应力作用下材料性质,支护,试件尺度对围岩分区碎裂化产生的影响。结果表明:所做的相似材料模拟试验,在洞室周围都观察到了围岩分区碎裂化现象;围岩分区碎裂化形成的应力条件与材料性质有关,脆性材料中更易出现分区碎裂化现象;洞室的破坏程度与支护有关,在有支护条件下,断裂间距减少,破裂程度减弱;试件的长度对分区碎裂化现象的产生影响不明显。该成果对深部高应力岩体工程具有一定的参考价值和指导意义。 展开更多
关键词 分区碎裂 模拟实验 深部岩体 岩石力学
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深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究 被引量:21
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作者 张绪涛 张强勇 +3 位作者 向文 高强 袁圣渤 王超 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2247-2254,共8页
随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首... 随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首次开展了带有软弱夹层的层状节理岩体的真三维地质力学模型试验。结果表明:(1)在满足一定应力条件下,带有软弱夹层的层状节理试验模型出现明显的分区破裂现象;(2)软弱夹层是影响层状节理岩体分区破裂现象的重要因素,在相同的应力条件下,软弱夹层使得巷道围岩的径向位移和应变明显增加;并且软弱夹层的间距越小,洞周破裂区的层数越多,范围越大;(3)洞周破裂区的形状近似为圆形,与是否存在软弱夹层及软弱夹层间距均无关。模型试验结果有效揭示了分区破裂的影响因素,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形破坏特征奠定了坚实的试验基础。 展开更多
关键词 深部岩体 分区破裂 数控真三维加载 相似材料模型试验 软弱夹层
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深部洞室围岩分区破裂化的冲击破坏机制研究 被引量:14
6
作者 陈建功 周陶陶 张永兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2629-2634,2644,共7页
提出了深部洞室围岩分区破裂化的冲击破坏机制。即在岩体开挖引起的围岩应力重分布过程中,径向应力波波前产生应力不连续间断面,当波前应力降满足一定条件时,产生局部冲击破坏。根据弹性动力学理论,应用位移势函数,通过Laplace变换简化... 提出了深部洞室围岩分区破裂化的冲击破坏机制。即在岩体开挖引起的围岩应力重分布过程中,径向应力波波前产生应力不连续间断面,当波前应力降满足一定条件时,产生局部冲击破坏。根据弹性动力学理论,应用位移势函数,通过Laplace变换简化计算,推导了洞室开挖瞬间围岩径向应力场的动力学理论解,得到了发生各次分区破裂化时,波前径向应力降的统一计算公式。根据质点速度、间断面压力降,由动量守恒定律推导了围岩分区破裂化的冲击本构方程和破坏准则,得到了产生冲击破坏的间断面压力降临界值计算公式。给出了分区破裂形成后各破裂区半径的表达式,关系式表明,各破裂区之间存在等比关系,其等比值为3。 展开更多
关键词 岩石力学 冲击破坏 深部岩体 分区破裂化
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深部巷道围岩分区破裂化数值模拟 被引量:18
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作者 王红英 张强 +1 位作者 张玉军 蒋开法 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期535-540,共6页
对应变软化模型岩体的变形机理进行分析,确定了巷道围岩产生分区破裂的前提条件为岩体变形进入峰后塑性及残余破坏阶段。对地下硐室围岩应力变形状态进行FLAC数值模拟,并基于破坏接近度指标对围岩完整状态进行描述。结果表明:分区破裂... 对应变软化模型岩体的变形机理进行分析,确定了巷道围岩产生分区破裂的前提条件为岩体变形进入峰后塑性及残余破坏阶段。对地下硐室围岩应力变形状态进行FLAC数值模拟,并基于破坏接近度指标对围岩完整状态进行描述。结果表明:分区破裂化与岩体峰后特性密切相关,是应变软化模型特有的属性,理想弹塑性模型并不能产生分区破裂化;计算结果对网格精度具有依赖性,当近巷网格大小为巷道半径的1/60时,巷道围岩出现螺旋带破裂区域,产生分区破裂,而在粗糙网格下则为传统弹塑性环状对称变形;分区破裂化区域受平面内侧压力系数影响显著,分区破坏主要集中在硐室围岩应力较大的方位;分区破裂化是巷道开挖过程中二次应力场在时间和空间重分布的结果。 展开更多
关键词 深部岩体 分区破裂 软化模型 网格精度 应力释放 破坏接近度
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深部巷道围岩分区破裂化弹塑脆性分析 被引量:13
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作者 陈建功 朱成华 张永兴 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期541-545,共5页
考虑围岩在空间轴对称受力状态下弹性、塑性、脆性状态的转化,提出了深部围岩分区破裂化现象是围岩在特定条件下拉伸破坏与脆性张裂破坏不断重复的结果。分析了巷道围岩的弹塑性应力场,说明了支撑压力线处的环状连续拉伸破坏是分区碎裂... 考虑围岩在空间轴对称受力状态下弹性、塑性、脆性状态的转化,提出了深部围岩分区破裂化现象是围岩在特定条件下拉伸破坏与脆性张裂破坏不断重复的结果。分析了巷道围岩的弹塑性应力场,说明了支撑压力线处的环状连续拉伸破坏是分区碎裂化产生的必要条件,并给出了拉伸破坏处的半径公式。结合Griffith强度准则,推导了围岩由弹性状态转化为脆性张裂破坏的半径关系式,以此来确定破裂区范围。实例计算结果表明,破裂带的宽度和位置都与现场实际观测结果吻合较好。 展开更多
关键词 深埋巷道 岩石分区碎裂化 深部岩体 弹性、塑性、脆性
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深部岩体动力变形与破坏基本问题 被引量:3
9
作者 李杰 王明洋 +1 位作者 张宁 范鹏贤 《中国工程科学》 北大核心 2013年第5期71-79,共9页
深部岩体非线性力学行为是目前岩石力学界研究的重点和难点,研究的困难在于在很大的动力变形与破坏情况下如何阐述岩体的性质。本文通过对深部围岩变形破坏机理、深部岩体动力破坏过程中的基本问题(时间效应、断裂损伤描述等)以及深部... 深部岩体非线性力学行为是目前岩石力学界研究的重点和难点,研究的困难在于在很大的动力变形与破坏情况下如何阐述岩体的性质。本文通过对深部围岩变形破坏机理、深部岩体动力破坏过程中的基本问题(时间效应、断裂损伤描述等)以及深部岩体特征科学现象(分区破裂、岩爆理论)等方面的研究成果进行梳理和总结,指出深部岩体力学问题是有效的四维空间问题,是在开挖寿命尺度上应力状态的演化,对深部围岩变形破坏机理的研究必须要建立与时间、空间有关的岩石性质的概念。目前要揭示深部岩体卸荷状态下真实的变形与破坏过程,必须继续在连续介质力学框架内研究基于微、细观物理力学的理论,在强度理论中引入时间参数作为塑性流动和破坏过程的特征,并采用合理的手段描述岩体的断裂损伤,岩爆和分区破裂是一个科学问题的两个现象,应当用统一的理论来解释和模拟,本文研究成果可为今后的研究工作指明方向。 展开更多
关键词 深部岩体 动力破坏 时间效应 断裂损伤 岩爆 分区破裂
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深部洞室开挖卸荷分区破裂机制的动力分析 被引量:4
10
作者 高强 张强勇 +1 位作者 张绪涛 向文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3181-3194,共14页
随着地下工程开挖深度的增加,深部岩体将处于高应力和复杂的地质环境中,产生与浅埋洞室破坏模式迥异的分区破裂现象。深部洞室在动力卸荷作用下,基于应变梯度理论和损伤软化模型,建立了弹塑性损伤软化动力模型,推导了含有应变梯度项的... 随着地下工程开挖深度的增加,深部岩体将处于高应力和复杂的地质环境中,产生与浅埋洞室破坏模式迥异的分区破裂现象。深部洞室在动力卸荷作用下,基于应变梯度理论和损伤软化模型,建立了弹塑性损伤软化动力模型,推导了含有应变梯度项的运动方程、平衡方程和边界条件,提出相应的破坏判据,采用Runge-Kutta方法和Matlab数值软件求得不同卸载时刻围岩附加位移场、应力场和开挖后围岩总位移场、应力场,得到深部洞室围岩分区破裂的动态形成过程和发展规律。由理论计算值与地质力学模型试验实测值对比分析得知,围岩的径向位移、径向应力和切向应力出现波峰和波谷交替振荡的变化规律,理论计算得到的破裂区和非破裂区的宽度和数量与试验实测值有很好的一致性,证实了该模型分析分区破裂现象的适用性,对以后深部地下工程围岩变形破坏和支护设计提供理论支持。 展开更多
关键词 深部岩体分区破裂 动力卸荷 应变梯度理论 弹塑性损伤软化动力模型 振荡变化规律 地质力学模型试验
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考虑托板作用的深埋岩体分区破裂时空效应 被引量:6
11
作者 于远祥 王赋宇 +3 位作者 任建喜 李鑫 王树明 邵红旗 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期598-612,共15页
分区破裂是深部岩体在众多敏感因素综合作用下发生的复杂时空演化过程。以深埋硐室围岩初期支护后的预应力全长锚固锚杆为研究对象,考虑不同大小托板反力作用对硐室围岩强度参数的影响,基于分区破裂条件下锚杆所呈现的拉-压交替受力特征... 分区破裂是深部岩体在众多敏感因素综合作用下发生的复杂时空演化过程。以深埋硐室围岩初期支护后的预应力全长锚固锚杆为研究对象,考虑不同大小托板反力作用对硐室围岩强度参数的影响,基于分区破裂条件下锚杆所呈现的拉-压交替受力特征,建立了杆体与围岩协调变形的力学分析模型,推导了围岩分区破裂后锚杆中性点位置的计算公式,进而对不同托板反力作用下的围岩分区厚度、破裂范围及数量进行了反演分析;根据围岩弹塑性界面上岩体的非线性流变模型及其在切向与径向所受的最大偏应力,提出了弹塑性界面岩体破裂发生时刻的理论公式。结果表明:①在分区破裂条件下,深埋硐室围岩与预应力锚杆产生协调变形,沿杆体长度方向存在多个处于拉-压受力平衡的中性点,在各中性点附近的弹塑性界面上岩体具有显著的流变特性。当该界面岩体所受最大偏应力超过其长期强度时即发生脆性拉裂;②预应力全长锚固锚杆对围岩强度参数具有重要影响,预应力的增加能够有效改善围岩的承载特性,围岩分区厚度、破裂区宽度与数量以及弹塑性界面上岩体破裂发生时刻随锚杆预应力的变化而变化;③在锚杆预应力作用下围岩强度的提高对硐壁岩体破裂具有一定的抑制作用。随着锚杆预应力的逐渐增大,靠近硐壁处的第1个锚杆中性点逐步向硐壁表面移动,硐壁岩体破裂区厚度也逐渐减小直至不再破裂;④通过算例分析对上述认识的合理性进行了验证。 展开更多
关键词 深埋岩体 分区破裂 托板作用 时空效应 影响规律
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深部不同断面巷道分区破裂形态与围岩结构控制 被引量:3
12
作者 许磊 郭帅 +3 位作者 Davide Elmo 刘洪林 洪紫杰 肖同强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期720-729,共10页
采用理论分析、现场实测、模拟分析的方法,研究了各向等压条件下等效开挖矩形、直墙半圆拱和圆形断面分区破裂形态及围岩稳定结构。结论:3个断面分区破裂形态不同,矩形断面分区破裂呈“■”状分布,直墙半圆拱断面分区破裂呈多层的“■... 采用理论分析、现场实测、模拟分析的方法,研究了各向等压条件下等效开挖矩形、直墙半圆拱和圆形断面分区破裂形态及围岩稳定结构。结论:3个断面分区破裂形态不同,矩形断面分区破裂呈“■”状分布,直墙半圆拱断面分区破裂呈多层的“■”状分布,圆形断面分区破裂呈“花瓣”状分布;三个断面位移特征相似,位移等值线浅部呈正立的“鸡蛋壳”形,深部呈“碗”形;支承压力在主破裂面处降低,在最外层主破裂面头部集中,在破裂面之间完整岩层处升高,呈分区集中,“波谷—波峰—波谷”震荡增高的特征向外传播;理想正方形破裂面弦长有an+1=2(1/2)an(n=1,2,3,4)关系;浅部围岩分区破裂形成后,相当于深部围岩的伪开挖,3个断面均存在多层“■”形围岩承载结构。巷道稳定原理就是促进多层承载结构相互依存,共同承载。具体措施:加密、加粗、加长锚杆(索)支护结构,建立浅部与深部多层承载结构相互联系,在浅部形成稳定锚固体促进深部围岩稳定,主破裂面精准注浆修复围岩破裂面和限制主破裂面滑移。 展开更多
关键词 分区破裂 围岩结构 深部巷道 破裂形态
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基于厚壁筒三维解析模型的深部洞室围岩分区破裂化机制研究 被引量:10
13
作者 鲁建荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2673-2684,共12页
为研究深部洞室围岩的分区破裂化机制,建立了厚壁筒三维线弹性解析模型。逐步减小厚壁筒均布内压,模拟洞室静力开挖。逐步增加厚壁筒轴向均布压力,模拟洞室开挖导致洞室轴向应力集中。逐步增加厚壁筒外周非均布压力系数,模拟洞室开挖导... 为研究深部洞室围岩的分区破裂化机制,建立了厚壁筒三维线弹性解析模型。逐步减小厚壁筒均布内压,模拟洞室静力开挖。逐步增加厚壁筒轴向均布压力,模拟洞室开挖导致洞室轴向应力集中。逐步增加厚壁筒外周非均布压力系数,模拟洞室开挖导致洞室水平应力的重分布和集中效应。根据弹性力学知识和边界条件,确定洞室开挖引起的弹性应力场、应变场及位移场。从拉压域、应变梯度及径向压拉蓄能等3个方面入手,分别研究了内压静力卸荷、水平应力重分布、围压均匀部分及轴压对深部洞室围岩分区破裂的作用机制。结果表明:径向弹性拉伸能和径向弹性压缩能的相对变化反映了围岩能量释放速率和释放量。水平应力重分布和轴压是围岩出现分区破裂现象的主要因素,但两者作用机制不同。该模型可为研究高地应力深部洞室围岩破坏提供一个较统一的理论工具,也为深部工程设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 岩石力学 厚壁筒 三维解析模型 深部岩体 分区破裂化
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深部隧洞围岩分区破裂应力/应变分析及其破裂机理探讨 被引量:3
14
作者 朱训国 陈卓立 赵德深 《西安理工大学学报》 北大核心 2017年第4期402-407,485,共7页
分区破裂是深埋隧洞围岩破坏的特定类型,发生围岩分区破裂的条件是存在一个较大的平行于隧洞轴向的应力。通过分析实际工程实例,阐述了发生分区破裂后围岩的应力-应变特征,建立了不同破裂圈界面的应力-应变平衡方程,得出了在不同界面上... 分区破裂是深埋隧洞围岩破坏的特定类型,发生围岩分区破裂的条件是存在一个较大的平行于隧洞轴向的应力。通过分析实际工程实例,阐述了发生分区破裂后围岩的应力-应变特征,建立了不同破裂圈界面的应力-应变平衡方程,得出了在不同界面上围岩的径向位移突变,环向位移连续的特征,进而推出新的破裂圈的发生是围岩应力再分布或能量再平衡的结果。通过推导不同相邻破裂圈半径的比值,得到了二者之间的比例关系。通过确定深埋隧洞所处应力环境,提出了发生分区破裂的根本原因是较大的构造应力的影响,并提出了确定应力大小的方法。最后,通过对工程实例的分析,验证了所提结论的有效性。研究结论可以对相关类似工程提供一定的指导意义。 展开更多
关键词 岩石力学 深埋隧洞 围岩分区破裂 应力-应变特征
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内摩擦角对逐步开挖拱形巷道围岩分区破裂化的影响 被引量:7
15
作者 王学滨 田锋 +2 位作者 马冰 张智慧 潘一山 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2030-2038,共9页
巷道围岩分区破裂化(或分区破碎化、分区碎裂化)是指在深部开挖巷道时围岩交替呈现破裂区和未破裂区的现象,该现象与对围岩破坏的传统认识不同。正确认识不同强度围岩分区破裂化的发育程度,可为其治理及应用奠定基础。巷道掘进会引起掘... 巷道围岩分区破裂化(或分区破碎化、分区碎裂化)是指在深部开挖巷道时围岩交替呈现破裂区和未破裂区的现象,该现象与对围岩破坏的传统认识不同。正确认识不同强度围岩分区破裂化的发育程度,可为其治理及应用奠定基础。巷道掘进会引起掘进工作面附近岩石涌向巷道,这将导致掘进工作面附近垂直于巷道轴线平面的应力状态并非平面应变,而是三维状态。采用以FLAC3D应变软化模型为基础发展的非均质应变软化模型(通过引入Weibull分布函数实现),研究了内摩擦角对逐步开挖拱形巷道围岩分区破裂化的影响,考察了围岩中剪切应变增量、最小主应力及最大主应力在巷道即将贯穿模型时的分布规律。研究发现:①内摩擦角越小,围岩的破坏越严重,剪切带的发育越充分,分区破裂化越明显;②并非围岩的破坏就会导致分区破裂化,围岩破坏到一定程度后,才会出现分区破裂化;③分区破裂化的机理为:在载荷及开挖作用下,在过巷道轴线的平面上,随机分布的缺陷发展成(共轭)剪切带,从而在垂直于巷道轴线的平面上,形成多个相间隔的圆环形的破坏区。本文过巷道轴线平面上的结果与室内实验结果在定性上一致。根据本文的研究,在垂直于巷道轴线的不同平面上,分区破裂化不同,这意味着不必选择统一的巷道支护参数,例如,在分区破裂化显著的部位,延长锚杆的长度,反之则不然。 展开更多
关键词 分区破裂化 内摩擦角 巷道 围岩 剪切应变
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深部围岩位移破坏及穿层钻孔封孔优化
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作者 王中华 《中国煤炭》 北大核心 2015年第12期105-109,共5页
基于深部和浅部巷道围岩地应力差异,理论分析了浅部巷道围岩特征为单应力峰值、单一破裂区,深部巷道围岩特征为多应力峰值、分区破裂。现场观测了深部巷道围岩位移呈现波峰、波谷交替出现的规律,波峰部位为破坏区,波谷部位为非破坏区;... 基于深部和浅部巷道围岩地应力差异,理论分析了浅部巷道围岩特征为单应力峰值、单一破裂区,深部巷道围岩特征为多应力峰值、分区破裂。现场观测了深部巷道围岩位移呈现波峰、波谷交替出现的规律,波峰部位为破坏区,波谷部位为非破坏区;破坏呈现破裂区和完整区间隔的分区破裂现象,破裂区一般为4~5个,破裂区范围明显大于浅部巷道围岩破裂部位。优化了穿层钻孔封孔深度为8~10 m,通过单孔抽采量考察,结果表明穿层钻孔单孔抽采纯量高达28 m^3/d,平均抽采浓度达20%以上,抽采量提高近10倍,抽采浓度提高4倍以上,抽采效果显著提高。 展开更多
关键词 深部围岩 多应力峰值 分区破裂 位移破坏 封孔深度 抽采效果
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深部巷道围岩分区破裂的非线性连续相变模型研究 被引量:11
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作者 陈昊祥 戚承志 +2 位作者 李凯锐 徐琛 刘天添 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1032-1040,共9页
深部巷道围岩中会形成分区破裂现象。围岩分区破裂的形成过程可以看作是围岩内部结构的连续相变过程,因此,连续相变模型可以描述分区破裂的主要特征。基于文献[15-16]中利用连续相变理论,结合经典弹塑性理论建立了围岩分区破裂的非线性... 深部巷道围岩中会形成分区破裂现象。围岩分区破裂的形成过程可以看作是围岩内部结构的连续相变过程,因此,连续相变模型可以描述分区破裂的主要特征。基于文献[15-16]中利用连续相变理论,结合经典弹塑性理论建立了围岩分区破裂的非线性相变模型。运用相平面分析法研究了非线性连续相变模型方程的解的性质,得到了非线性解的3种形式。用数值方法求解了非线性连续相变模型方程,并与线性相变模型的解进行了比较,展示了非线性模型能够更好地描述围岩变形的空间分布。最后分析了非线性模型方程中各系数对方程解的影响及其物理意义,其研究结果对于应用非线性连续相变模型模拟分区破裂具有指导意义。 展开更多
关键词 深部围岩 分区破裂 梯度 连续相变 非线性
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深部硐室长期稳定性的两个力学问题 被引量:8
18
作者 王明洋 徐天涵 +1 位作者 邓树新 陈昊祥 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期142-156,共15页
在陈宗基院士关于地下硐室长期稳定性力学问题研究的基础上,采用Sadovsky院士关于复杂地质岩体的等级构造学说,围绕深部岩体非均匀构造与封闭应力固有的统计力学属性,研究了岩体非均匀变形与封闭应力特性,以及深部硐室围岩的长期稳定性... 在陈宗基院士关于地下硐室长期稳定性力学问题研究的基础上,采用Sadovsky院士关于复杂地质岩体的等级构造学说,围绕深部岩体非均匀构造与封闭应力固有的统计力学属性,研究了岩体非均匀变形与封闭应力特性,以及深部硐室围岩的长期稳定性等两个力学问题。给出了岩体非均匀构造与封闭应力的数学表征;根据质量守恒定律得到了计算深部硐室围岩长期变形的一般公式;得到了围岩变形中劈裂扩容变形占主要部分的结论,并且阐明了深部围岩卸荷时更易出现劈裂破坏的原因。给出了劈裂破坏形态的演进序列与扩容位移的计算方法。将围岩松动圈范围、破裂区位置和边壁位移的计算结果与锦屏一级电站厂房现有监测数据进行了对比,两者相当吻合。 展开更多
关键词 地应力 非均匀块系构造 非相容变形 剪切强度 围岩分区破裂化现象
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深埋隧硐围岩分区断裂模型试验研究 被引量:1
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作者 王云平 朱训国 赵德深 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期522-526,共5页
为研究分区破裂现象的破裂过程与模式,采用三维地质灾害模拟试验平台,开展了马蹄形、城门形以及圆形硐室在最大主应力平行于硐室轴线方向加载条件下的模型试验.研究结果表明:硐室的形状对分区破裂区域的形状无影响,无论硐室形状怎样,硐... 为研究分区破裂现象的破裂过程与模式,采用三维地质灾害模拟试验平台,开展了马蹄形、城门形以及圆形硐室在最大主应力平行于硐室轴线方向加载条件下的模型试验.研究结果表明:硐室的形状对分区破裂区域的形状无影响,无论硐室形状怎样,硐室围岩破裂区域最外层的形状都近似为圆形;围岩破碎区域范围随着硐形尺寸的增大而变大;围岩破裂区域分布特征大致符合2倍. 展开更多
关键词 岩体工程 分区破裂 模型试验 深部巷道 不同硐型
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深部圆形隧道围岩分区破裂的简化梯度模型 被引量:2
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作者 贺子光 赵法锁 +2 位作者 陈昊祥 吴博 周静静 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期103-109,共7页
分区破裂化作为深部岩体典型的非线性力学现象而备受关注。基于内变量梯度理论,得到圆形隧道围岩应力场、应变场以及位移场的封闭解析解,并与经典弹性理论结果进行比较;分析内檩长度对应力场和变形场的影响规律。由于考虑了微观结构对... 分区破裂化作为深部岩体典型的非线性力学现象而备受关注。基于内变量梯度理论,得到圆形隧道围岩应力场、应变场以及位移场的封闭解析解,并与经典弹性理论结果进行比较;分析内檩长度对应力场和变形场的影响规律。由于考虑了微观结构对围岩宏观应力与变形行为的影响,内变量梯度理论得到的应力场和变形场具有显著的波动性与准周期性。结合Mohr-Coulomb破坏准则,估算圆形隧道围岩破裂区的位置及宽度。研究表明,随着初始地应力的增大,圆形隧道围岩破碎区数量增加,且破坏范围向外扩展。最后通过与模型试验结果对比,验证了梯度模型的准确性。提出的梯度模型可以为解释围岩分区破裂化提供一个有效的理论手段。 展开更多
关键词 隧道 深部围岩 梯度模型 分区破裂化 内变量
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