斷層附近應(yīng)力分布的異常和對地下工程圍巖穩(wěn)定的影響.pdf

1、研究斷層附近應(yīng)力分布的量化異常進(jìn)而分析其對地下工程圍巖穩(wěn)定性的量化影響對于保證地下工程的運(yùn)行安全具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義及工程應(yīng)用價(jià)值。本文研究了斷層附近的應(yīng)力和位移分布異常以及隧洞圍巖應(yīng)力場及其穩(wěn)定性如何受斷層影響。通過系統(tǒng)的數(shù)值仿真試驗(yàn)來研究斷層厚度、斷層傾角、斷層變形模量、地應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)等四個(gè)主要因素的影響。采用正交與均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用有限差分法分析方法，對16種計(jì)算工況進(jìn)行分析，計(jì)算了300個(gè)以上的不同算例，得到了規(guī)律性的結(jié)果。最

2、后對隧洞接近斷層時(shí)圍巖穩(wěn)定狀況的變化做了彈性、彈塑性分析。并對圍巖發(fā)生脆性破裂的可能性做了典型分析對比。 本文的主要結(jié)論如下： 1.在準(zhǔn)三維計(jì)算中，僅考慮斷層單一結(jié)構(gòu)面的影響下，斷層附近的主應(yīng)力差分布在斷層附近從最大值迅速趨于穩(wěn)定狀態(tài)。而在斷層中間部位的主應(yīng)力差分布在斷層附近也有較大的降低，但是在距原來斷層一定水平距離的位置將再次發(fā)生應(yīng)力的突變現(xiàn)象。最終使得整個(gè)斷層附近的應(yīng)力發(fā)生“繞流”現(xiàn)象，形成了菱形的應(yīng)力集中區(qū)這一特

3、殊的分布形式。這是一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)。 2.由于初始地應(yīng)力的分布特征的不同，在特定條件下導(dǎo)致某種特定斷層角度的計(jì)算結(jié)果的剪應(yīng)力值較之其他斷層角度工況為最小(如S1=75°時(shí))。 3.隧洞圍巖在斷層影響的全三維穩(wěn)定性分析中，隧洞頂拱和邊墻等處主應(yīng)力差的分布狀態(tài)在特定的部位也因菱形應(yīng)力集中帶的影響而出現(xiàn)了主應(yīng)力差突然增加的現(xiàn)象。從而增加出現(xiàn)巖爆或其他巖體失穩(wěn)的危險(xiǎn)。但是由于初始地應(yīng)力和斷層角度的變化，菱形異常區(qū)出現(xiàn)的形態(tài)將發(fā)生變化