深部巖體多場(chǎng)耦合分析及地下空間開挖卸荷研究.pdf

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文深部巖體多場(chǎng)耦合分析及地下空間開挖卸荷研究姓名：張成良申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：李新平20070401下，卸荷產(chǎn)生的擴(kuò)容量比加荷時(shí)的要大，破壞程度也更為強(qiáng)烈。巖體在卸荷破壞失穩(wěn)時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度較加載破壞失穩(wěn)時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度更低。加載下巖體易呈現(xiàn)剪切破壞，而卸荷下巖體常呈現(xiàn)張剪復(fù)合型破壞。5在相同的應(yīng)力狀態(tài)下，巖石在加載和卸荷作用下，在試樣內(nèi)部巖石微結(jié)構(gòu)的破壞過程和破壞程度是不相同的。地下洞室圍巖的失穩(wěn)主要

2、是由于工程開挖導(dǎo)致巖體卸荷產(chǎn)生損傷，圍巖損傷的逐步累積發(fā)展造成圍巖失穩(wěn)。由于應(yīng)力路徑的差異，相同條件下巖體在卸荷條件下的力學(xué)行為不同于其在連續(xù)加載的力學(xué)行為。因此，采用基于連續(xù)加載條件的巖體破壞準(zhǔn)則來分析卸荷條件下的洞室圍巖穩(wěn)定是不合適的。進(jìn)一步證明，加載試驗(yàn)方法獲得的巖體力學(xué)參數(shù)用于地下工程開挖的計(jì)算是不合理的此外，孔隙水壓對(duì)巖石內(nèi)部裂紋的擴(kuò)展、貫通起到加劇作用，并對(duì)圍壓起到遏制作用，降低了巖體的強(qiáng)度，但水壓對(duì)巖體強(qiáng)度的降低程度隨圍壓

3、的增大而有所減小。6巖體開挖本身就是一個(gè)應(yīng)力調(diào)整和不斷卸荷的過程，采用有限元軟件對(duì)廠房地下工程進(jìn)行了開挖卸荷模擬，模擬了不同開挖時(shí)步下圍巖的位移和應(yīng)力變化情況以及不同開挖空間巖體的變形規(guī)律。結(jié)合磽磧水電站地下廠房工程開挖所安裝的多點(diǎn)位移計(jì)和錨桿應(yīng)力計(jì)所監(jiān)測(cè)到的不同開挖時(shí)間和開挖空間所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力和位移資料，通過分析比較，開挖卸荷數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測(cè)到的資料具有良好的一致性。通過卸荷開挖模擬和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，采用數(shù)值模擬計(jì)算得到的不