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
2014年
9期
1843-1851
,共9页
范鹏贤%王明洋%邢灏喆%姜开锋%李治中
範鵬賢%王明洋%邢灝喆%薑開鋒%李治中
범붕현%왕명양%형호철%강개봉%리치중
岩石力学%地质力学模型试验%相似原理%时间相似%蠕变%时效破坏
巖石力學%地質力學模型試驗%相似原理%時間相似%蠕變%時效破壞
암석역학%지질역학모형시험%상사원리%시간상사%연변%시효파배
rock mechanics%geo-mechanical model test%similarity theory%time similarity%creep deformation%time-dependent failure
模型试验是岩石力学与工程的主要研究方法之一。随着地下工程埋深的逐步增大,岩石在变形破坏过程中表现出了显著的时间效应。如何模拟随时间发展的岩石变形破坏过程是一个关键但未得到充分研究的科学问题。将模型试验中的时间相似问题根据复杂程度和过程特点分为几组,基于相似理论,分别推导运动学/动力学问题、波传播问题、蠕变问题(基于不同模型)、与时间相关的破坏问题中的时间相似关系,给出不同时效变形破坏过程的相似关系表达式。理论分析发现,目前地质力学模型试验中普遍采用的时间相似关系仅适用于弹塑性的运动学或动力学问题,在研究其他时间相关的变形破坏问题时,应根据时间在物理过程中所起的作用和采用的分析模型选择适用的时间相似系数。讨论深部岩体初始应变状态的模拟问题及岩体的时效破坏问题。所推导的不同物理过程中的时间相似系数可为深部岩体相关地质力学模型试验提供理论参考。
模型試驗是巖石力學與工程的主要研究方法之一。隨著地下工程埋深的逐步增大,巖石在變形破壞過程中錶現齣瞭顯著的時間效應。如何模擬隨時間髮展的巖石變形破壞過程是一箇關鍵但未得到充分研究的科學問題。將模型試驗中的時間相似問題根據複雜程度和過程特點分為幾組,基于相似理論,分彆推導運動學/動力學問題、波傳播問題、蠕變問題(基于不同模型)、與時間相關的破壞問題中的時間相似關繫,給齣不同時效變形破壞過程的相似關繫錶達式。理論分析髮現,目前地質力學模型試驗中普遍採用的時間相似關繫僅適用于彈塑性的運動學或動力學問題,在研究其他時間相關的變形破壞問題時,應根據時間在物理過程中所起的作用和採用的分析模型選擇適用的時間相似繫數。討論深部巖體初始應變狀態的模擬問題及巖體的時效破壞問題。所推導的不同物理過程中的時間相似繫數可為深部巖體相關地質力學模型試驗提供理論參攷。
모형시험시암석역학여공정적주요연구방법지일。수착지하공정매심적축보증대,암석재변형파배과정중표현출료현저적시간효응。여하모의수시간발전적암석변형파배과정시일개관건단미득도충분연구적과학문제。장모형시험중적시간상사문제근거복잡정도화과정특점분위궤조,기우상사이론,분별추도운동학/동역학문제、파전파문제、연변문제(기우불동모형)、여시간상관적파배문제중적시간상사관계,급출불동시효변형파배과정적상사관계표체식。이론분석발현,목전지질역학모형시험중보편채용적시간상사관계부괄용우탄소성적운동학혹동역학문제,재연구기타시간상관적변형파배문제시,응근거시간재물리과정중소기적작용화채용적분석모형선택괄용적시간상사계수。토론심부암체초시응변상태적모의문제급암체적시효파배문제。소추도적불동물리과정중적시간상사계수가위심부암체상관지질역학모형시험제공이론삼고。
The geo-mechanical model test has been one of the most widely used methods in rock mechanical research. With the increasing of the buried depth of underground facilities,the deformation and failure behaviours of the deep rock mass exhibit strong time effects. The simulation of the time-dependent rock behaviour has been an important problem without been fully investigated. The time-dependent problems in geo-mechanical model test are divided into several groups;based on the similarity theory,the time similarity relationships of time-dependent processes,including kinematics/dynamics problem,wave propagation problem,creep deformation(based on element models or empirical equations) and long term rock failure problem are deduced. The derived results indicate that the widely used relationship for time similarity is only suitable for the elastoplastic problems in which only kinematics or dynamics process is involved. For other more complicated problems,the time similarity relationship should be determined with the analysis model. The problem of how to simulate the initial strain state of deep rock mass and the long-term aspect of rock failure are also discussed. The time similarity relationships presented provide a valuable reference for geo-mechanical model test on deep rock mass.