應(yīng)變軟化對(duì)深部隧道圍巖多層斷裂的影響研究

許宇明

(湖南省高速公路管理局，湖南 長(zhǎng)沙　410001)

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應(yīng)變軟化對(duì)深部隧道圍巖多層斷裂的影響研究

許宇明

(湖南省高速公路管理局，湖南 長(zhǎng)沙410001)

基于隧道圍巖響應(yīng)機(jī)理建立數(shù)值模型，以圍巖峰后特征之一的塑性應(yīng)變軟化為目標(biāo)，通過(guò)數(shù)值模擬揭示出在一定條件下，圍巖中多層斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生與其塑性應(yīng)變閾值相對(duì)應(yīng)。當(dāng)圍巖的塑性應(yīng)變軟化值低于其閾值時(shí)，圍巖中應(yīng)力的傳遞及應(yīng)變響應(yīng)與淺部經(jīng)典圍巖破裂規(guī)律迥異。然后進(jìn)一步分析了應(yīng)變軟化值的大小對(duì)圍巖中斷裂層數(shù)、斷裂總范圍的影響，評(píng)估了多層斷裂發(fā)生時(shí)圍巖中切次生向應(yīng)力與徑向應(yīng)力的相對(duì)關(guān)系，為深部巖體地下工程的開(kāi)挖及支護(hù)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

；隧道；圍巖；深部；應(yīng)變軟化；多層斷裂

0　引言

按圍巖損傷程度及二次應(yīng)力的大小，一般情況下開(kāi)挖后隧道圍巖依臨空面由近至遠(yuǎn)依次出現(xiàn)松動(dòng)帶、塑性強(qiáng)化帶、彈性帶及原始狀態(tài)區(qū)(如圖1所示)。松動(dòng)帶中應(yīng)力低于原巖應(yīng)力，巖體裂隙發(fā)育，巖體質(zhì)量劣化，是圍巖荷載形成及支護(hù)對(duì)象的主體。目前巖體地下結(jié)構(gòu)的支護(hù)設(shè)計(jì)思路都是該模式建立起來(lái)的。如支護(hù)錨桿所需長(zhǎng)度、錨固持力層層位及最小圍巖壓力估算，等等。但隨著工程往地層深處發(fā)展，在地下工程實(shí)踐中專(zhuān)家們發(fā)現(xiàn)進(jìn)入到地下一定深度后，圍巖對(duì)開(kāi)挖的響應(yīng)不再遵從圖1所示的模式，在有些深部地下工程圍巖的斷裂存在分層現(xiàn)象(如圖2所示)。很顯然，這種現(xiàn)象與經(jīng)典的圍巖響應(yīng)模式(如圖1)不同。……