圆形洞室围岩破坏模式模型试验研究

摘要：

为系统研究连续介质条件下隧道围岩的破坏模式和规律,采用模型试验,针对黏性材料和砂性材料2种典型地质材料进行研究.黏性材料由重晶石、石英砂和凡士林按一定配比组成,砂性材料考虑单一石英砂材料和石英砂与重晶石混合2种形式.利用压力盒、位移计、非接触监测系统等监测隧道开挖、加载过程中围岩应力和变形情况.对黏性材料而言,在逐级加载过程中表现出先洞室两侧剪切滑移,后拱顶塌落的二次破坏模式,通过位移和应力的监测可知,随着外部荷载的增大,洞室上方塑性区范围增加,而进入塑性状态后,围岩变形速率加快.对砂性材料而言,单一石英砂材料在开挖后围岩不具有自稳能力;而采用石英砂和重晶石混合后的材料,由于颗粒级配较好,材料具有一定的自锁能力,洞室开挖后可以保持稳定,随着逐级加载,洞室顶部首先出现二次抛物线型塌落拱,然后拱脚位置向洞室两侧移动,当其发展到水平中轴线处达到稳定,此时塌落拱滑裂面与普氏拱理论类似.模型试验揭示连续介质条件下隧道围岩的破坏模式,对隧道支护参数的确定具有重要意义.

关键词：隧道工程、模型试验、相似材料、围岩破坏模式

所属期刊栏目：30

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目2010CB732100;铁道部科技研究开发计划重大项目2009G005

在线出版日期：2011-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：564-571