岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2013年
4期
767-774
,共8页
岩石力学%自平衡应力%分区破裂化现象%非欧模型
巖石力學%自平衡應力%分區破裂化現象%非歐模型
암석역학%자평형응력%분구파열화현상%비구모형
rock mechanics%self-equilibrated stresses%zonal disintegration phenomenon%non-Euclidean model
将岩体看成不含原生宏观裂隙而仅含原生微裂纹的颗粒材料.在开挖卸荷过程中,原生微裂纹启裂、扩展并穿过岩石基质,产生次生裂纹.此时,岩体出现非连续和非协调变形,经典的弹塑性力学理论不再适用于研究岩体的非连续和非协调变形情况.基于自由能密度、平衡方程和变形非协调条件,提出一种新的非欧模型,确定微裂纹半长度和密度对标量曲率和自平衡应力的影响,获得深部圆形洞室围岩应力场,它包括弹性应力和自平衡应力.由于自平衡应力的影响,当微裂纹的密度和半长度较大时,深部圆形洞室围岩的应力场具有明显的振荡特性.但是,当微裂纹的密度和半长度较小时,深部圆形洞室围岩的应力场振荡特性不明显.对于位于波峰附近的微裂纹,其尖端的应力集中将导致次生裂纹的失稳扩展、连接、合并成宏观裂隙,形成破裂区；而对于位于波谷附近的微裂纹,其尖端应力集中不足以导致次生裂纹发生失稳扩展,因此出现非破裂区.深部圆形洞室围岩应力场交替出现波峰和波谷现象导致破裂区和非破裂区的交替出现,即分区破裂化现象.通过数值模拟,详细研究微裂纹半长度和密度对深部岩体分区破裂化现象的影响.
將巖體看成不含原生宏觀裂隙而僅含原生微裂紋的顆粒材料.在開挖卸荷過程中,原生微裂紋啟裂、擴展併穿過巖石基質,產生次生裂紋.此時,巖體齣現非連續和非協調變形,經典的彈塑性力學理論不再適用于研究巖體的非連續和非協調變形情況.基于自由能密度、平衡方程和變形非協調條件,提齣一種新的非歐模型,確定微裂紋半長度和密度對標量麯率和自平衡應力的影響,穫得深部圓形洞室圍巖應力場,它包括彈性應力和自平衡應力.由于自平衡應力的影響,噹微裂紋的密度和半長度較大時,深部圓形洞室圍巖的應力場具有明顯的振盪特性.但是,噹微裂紋的密度和半長度較小時,深部圓形洞室圍巖的應力場振盪特性不明顯.對于位于波峰附近的微裂紋,其尖耑的應力集中將導緻次生裂紋的失穩擴展、連接、閤併成宏觀裂隙,形成破裂區；而對于位于波穀附近的微裂紋,其尖耑應力集中不足以導緻次生裂紋髮生失穩擴展,因此齣現非破裂區.深部圓形洞室圍巖應力場交替齣現波峰和波穀現象導緻破裂區和非破裂區的交替齣現,即分區破裂化現象.通過數值模擬,詳細研究微裂紋半長度和密度對深部巖體分區破裂化現象的影響.
장암체간성불함원생굉관렬극이부함원생미렬문적과립재료.재개알사하과정중,원생미렬문계렬、확전병천과암석기질,산생차생렬문.차시,암체출현비련속화비협조변형,경전적탄소성역학이론불재괄용우연구암체적비련속화비협조변형정황.기우자유능밀도、평형방정화변형비협조조건,제출일충신적비구모형,학정미렬문반장도화밀도대표량곡솔화자평형응력적영향,획득심부원형동실위암응력장,타포괄탄성응력화자평형응력.유우자평형응력적영향,당미렬문적밀도화반장도교대시,심부원형동실위암적응력장구유명현적진탕특성.단시,당미렬문적밀도화반장도교소시,심부원형동실위암적응력장진탕특성불명현.대우위우파봉부근적미렬문,기첨단적응력집중장도치차생렬문적실은확전、련접、합병성굉관렬극,형성파렬구；이대우위우파곡부근적미렬문,기첨단응력집중불족이도치차생렬문발생실은확전,인차출현비파렬구.심부원형동실위암응력장교체출현파봉화파곡현상도치파렬구화비파렬구적교체출현,즉분구파열화현상.통과수치모의,상세연구미렬문반장도화밀도대심부암체분구파열화현상적영향.
