横置椭圆形砂岩隧洞裂纹扩展特征与破坏征兆研究

摘要：

为研究椭圆形隧洞破坏过程及演化预警问题,开展真实砂岩横置椭圆形隧洞双轴压缩试验,结合声发射、DIC实时采集系统分析横置椭圆形隧洞裂纹渐进扩展过程特征.结果表明:1)隧洞首先在拱顶和拱底出现张拉裂纹,随后在洞口两侧出现剪切裂纹和远场裂纹,在洞口右侧壁形成V形槽,最终远场裂纹与V形槽连通导致隧洞发生脆性破坏;2)隧洞表面应变集中区先于裂纹出现,能够预判裂纹出现的位置;3)裂纹稳定扩展阶段,分形维数逐渐增大,剪切裂纹起裂时分形维数增速率加快,峰值荷载前分形维数出现突增;4)隧洞破坏前会出现声发射平静期、b值突降、熵值突增、应变场方差突增、裂纹分形维数突增等预警信息,不同物理场监测数据的预警时间不同步,预警荷载为峰值荷载的 87%～97%,b值突降出现最早,应变场方差突增出现最晚.

关键词：横置椭圆形隧洞、裂纹扩展、声发射、DIC、分形维数、破坏预警

所属期刊栏目：43

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：山东省自然科学基金ZR2020ME099

在线出版日期：2023-09-19（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：1360-1368