深部圆形巷道开挖卸荷的围岩力学特征及破坏机理

摘要：

针对深部高地应力条件下巷道开挖卸荷造成的围岩强烈扰动问题,基于弹性卸荷理论,运用留数定理和拉氏逆变换的延滞性给出动态开挖卸荷应力解析解.在此基础上,研究深部开挖卸荷下围岩力学特征和破坏机理,根据围岩力学特征建立动态卸荷的强度准则和拉压损伤模型.通过算例探讨初始地应力、开挖半径、卸荷时间和岩体动态强度对围岩卸荷破坏与稳定的影响.结果表明:深部开挖卸荷下围岩力学特征主要表现为最小主应力卸荷、最大主应力集中,而主应力差的瞬间增大,诱发开挖面内裂隙扩展、贯通,形成由强及弱连续分布的破坏区,构成二次支护前维系围岩稳定的支撑结构.深部动态开挖卸荷下,初始地应力和开挖半径越大、卸荷时间越短,围岩损伤越严重,破坏范围越广,对围岩的扰动越强烈;而岩体动黏聚力和动摩擦角越大,围岩的破坏范围越小,围岩越稳定.分析结果对深入研究高地应下巷道开挖的破坏机制具有重要意义.

关键词：深部巷道、开挖卸荷、留数定理、延滞性、力学特征、围岩破坏

所属期刊栏目：34

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51404011,51374013,51574006,51474006;高等学校博士学科点专项科研基金项目20133415110006;霍英东教育基金项目121050;安徽省科技攻关计划项目160a0802107;安徽省自然科学基金项目1308085ME74;高校优秀拔尖人才培育项目gxbjZD2016051;安徽高校科研平台创新团队建设项目;安徽省学术和技术带头人及后备人选学术科研活动资助项目

在线出版日期：2017-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：511-518,526